МАГНИТЫ И СВЕРХПРОВОДНИКИ.
.jpg){kind=link}
Постоянный магнит — изделие, изготовленное из ферромагнетика, способного сохранять остаточную намагниченность после выключения внешнего магнитного поля. В качестве материалов для постоянных магнитов обычно служат железо, никель, кобальт, некоторые сплавы редкоземельных металлов. Постоянные магниты применяются в качестве автономных источников магнитного поля.
Электромагнит — устройство, магнитное поле которого создаётся только при протекании электрического тока. Как правило, это катушка-соленоид, со вставленным внутрь ферромагнитным (обычно железным) сердечником с большой магнитной проницаемостью . Применяются, как грузоподъемщики, дистанционная пусковая система и т.д.
Магнит сверхпроводящий - это соленоид или электромагнит с обмоткой из сверхпроводящего материала. Обмотка в состоянии сверхпроводимости обладает нулевым сопротивлением. Если такая обмотка замкнута накоротко, то наведённый в ней электрический ток сохраняется практически сколь угодно долго. Магнитное поле незатухающего тока, циркулирующего по обмотке , исключительно стабильно и лишено пульсаций. Но при повышении температуры выше критической температуры свойство сверхпроводимости теряется.
Несмотря на то что сверхпроводимость была открыта ровно 100 лет назад, в 1911 году, в течение полувека она оставалась лишь занятным физическим явлением, не приносящим практической пользы. Ситуация резко изменилась с открытием сверхпроводящих материалов на основе ниобия – NbTi, Nb3Sn, способных нести большие токи без разрушения сверхпроводящего состояния.
Сверхпроводящий магнит (СМ) благодаря отсутствию электрического сопротивления практически не потребляет электроэнергии и, самое главное, позволяет получать поля, недоступные для обычных материалов. Он может функционировать только при низких температурах, однако на сегодняшний день методы охлаждения СМ хорошо разработаны.
Сейчас СМ широко применяются в медицине, космонавтике, промышленности и, конечно, научном приборостроении.
Конструкция современных композитных сверхпроводников достаточно сложна и представляет собой тысячи (а иногда даже десятки тысяч) тонких сверхпроводящих волокон, размещённых в медной матрице.
При гелиевых температурах теплоёмкости обычных конструкционных материалов крайне малы , поэтому даже незначительного тепловыделения может быть достаточно для разогрева и перехода СМ в нормальное состояние и иногда даже выгоранием частей его обмотки. Похожее произошло на Большом адронном коллайдере, что остановило его работу на продолжительное время.
Один из способов решить эту проблему и повысить надёжность СМ – добавить к сверхпроводящему материалу вещества с высокой теплоёмкостью и создать тепловой барьер.
Использовалась информация: sevastopolfm.ru