Июнь 18th, 2013
2. Радиационные проблемы в ускорителях или экспериментальных магнитах, расположенных вблизи мишеней, коллиматоров и поглотителей пучка. Радиационное повреждение может быть связано также с плохой юстировкой пучка заряженных частиц. Эксперименты показывают, что нагрев проводника за счет потерь пучка является наиболее серьезной проблемой.Тепловыделения всего Ю-2 Джсм3 в магните вполне достаточно для перевода его в нормальное состояние, как бы хорошо он ни охлаждался. Радиация приводит к повреждению сверхпроводника (образование дефектов) и может изменить критическую температуру и критический ток. Органическая изоляция также повреждается под воздействием поглощенной дозы излучения около 1011 рад. Это может вызвать короткое замыкание витков и слоев катушки. Радиация изменяет электросопротивление металла матрицы, приводит к большей чувствительности проводника и к скачкам потока, что в конечном счете ухудшает первоначальную динамическую и стационарную стабильность проводника. Лучшим способом защиты катушек от излучения там, где потери пучка высоки, может служить экранировка магнитов толстыми железными щитами, способными поглощать первичные частицы пучка.Глава 4Сверхпроводящие машины постоянного токаЭпплтон1)I. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКАВращающуюся электрическую машину можно сделать за несколько минут из медного провода, батареи и нескольких ненужных деталей. Однако с увеличением мощности машины сложность повышается, и в конце концов современные технические возможности исчерпываются. Для крупных двигателей и генераторов постоянного тока, которые и являются предметом этой статьи, предел мощности при обычном конструкторском решении составляет 10 МВт, причем для магнитной цепи необхо* димо, конечно, применять железо (ниже мы увидим, насколько это существенно при комнатной температуре). В зависимости от выбранной геометрии машины магнитная индукция в железе может быть в пределах 1—2 Т; более низкое значение индукции во вращающейся машине просто невыгодно. По этой причине первые сверхпроводники (а это были сверхпроводники 1-го рода) представляли лишь академический интерес для конструкторов машин: лучший из таких сверхпроводников — ниобий имеет реальный рабочий уровень индукции меньше 0,2 Т. Этим объяснялось отсутствие разработок сверхпроводящих электрических машин за период, начиная с исторического момента открытия сверхпроводимости в 1911 г. и до середины 60-х годов, когда была изготовлена первая мощная сверхпроводящая машина. Создание сверхпроводящих машин стало возможным благодаря применению сверхпроводников 2-го рода. Первоначально это был ниобий-циркониевый сплав, в настоящее время — ниобий-титановый, а в будущем, вероятно, станет применяться ниобий-оловянный. Возможности применения сверхпроводников для электромашиностроения графически показаны на рис. 1, где изображены для сравнения допустимые плотности тока в медных и ниобий-титановых проводах.
