Новый сверхмощный электромагнит со сверхпроводящей обмоткой устанавливает рекорд по с

[RK1AT]

Новый сверхмощный электромагнит со сверхпроводящей обмоткой устанавливает рекорд по силе тока

Исследователи из Национального институт наук о ядерном синтезе (National Institute for Fusion Science, NIFS), входящего в состав японского Национального института естественных наук (National Institutes of Natural Sciences, NINS), создали новый сверхмощный электрический магнит со сверхпроводящими обмотками. Сила тока в этих обмотках достигает значения в 100 тысяч ампер и это делает этот магнит безусловным мировым рекордсменом по вышеуказанному показателю.

Ученые и инженеры NIFS уже достаточно давно занимаются разработкой катушек электромагнитов на базе высокотемпературных сверхпроводников, которые могут использоваться в реакторах термоядерного синтеза. Обмотки созданных ими некоторых современных электромагнитов на базе высокотемпературных сверхпроводников из нескольких сложенных лент сплава на основе иттрия, разработанных и выпускаемых в Японии. Этим достигается высокая механическая прочность конструкции обмотки, которая, помимо огромного электрического тока, должна выдерживать еще и воздействие создаваемых ею же магнитных полей.

Исследователи из NIFS, работая совместно с учеными из университета Тохоку, разработали новую технологию изготовления низкоомного сверхпроводника. Испытания этого сверхпроводника, проведенные при температуре в 20 градусов по шкале Кальвина (-253 градуса по шкале Цельсия) показали, что сверхпроводник может пропустить через себя ток в 100 тысяч ампер. Плотность тока при этом составляет 40 ампер на квадратный миллиметр с учетом площади сечения не только самого сверхпроводника, но и суммарного сечения всех сопутствующих элементов конструкции.

Сверхпроводящая часть обмотки электромагнита состоит из 54 лент, толщиной 0.2 миллиметра и шириной 10 миллиметров, изготовленных из высокотемпературного сверхпроводника на основе иттрия. Электрический ток течет преимущественно по этой части сверхпроводника, но некоторая его часть течет и через площадь медной "рубашки" в которую одеты сверхпроводящие полосы. А вся эта конструкция одета в дополнительную оболочку из нержавеющей стали, которая служит для увеличения механической прочности и для увеличения силы генерируемого магнитного поля.

Такие высокие показатели созданного японцами высокотемпературного сверхпроводника делают его идеальным кандидатом на использование в огромных катушках будущих реакторов термоядерного синтеза. Но, подобный подход может быть также успешно использован в некотором медицинском оборудовании, в силовых электрических устройствах и везде там, где требуется передача большого электрического тока с минимальными потерями.
источник

[R3DDL]

Вы перед выкладыванием это читали?

Вроде бы элементарная порядочность этого требует...

Тогда поясните, пожалуйста, что такое "низкоомный сверхпроводник" :

...Исследователи из NIFS, работая совместно с учеными из университета Тохоку, разработали новую технологию изготовления низкоомного сверхпроводника...

[RZ3CC]

Особенно порадовало словосочетание "высокотемпературный сверхпроводник", а я-то по-наивности считал, что сверхпроводимость проявляется только при "абсолютном нуле", врали мне преподы, значит. Опять же старина Георг Симон Ом вылез со своим Законом, погрузив всех нас в ошибочное понимание ТОЭ.

[RW9WT]

Геннадий Григорьевич, ещё в 1986-1987 г. японцы, немцы и наши смогли получить высокотемпературную сверхпроводимость (подразумевались температуры порядка обычных + 20 С). Громогласно трубили - "Революционный переворот в передаче электроэнергии на большие расстояния на основе проводов из таких материалов". Что-то до сих пор ничего не реализовано.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%FB%...EC%EE%F1%F2%FC
http://bourabai.kz/toe/superconductivity.htm

[UA3TW]

40 ампер на квадрат что-то очень мало, 54 ленты по 0.2 мм шириной 10мм дадут общее сечение 108 кв.мм. При токе 100000А это около 1000А на квадрат.

[R9AAA]

Особенно порадовало словосочетание "высокотемпературный сверхпроводник", а я-то по-наивности считал...

Низкотемпературные сверхпроводники - температура 4 К и ниже
Высокотемпературные - 77 К и выше (температура жидкого азота).
Фокус в том, что явление сверхпроводимости было обнаружено для температур жидкого гелия. По понятным причинам, держать такую температуру непросто и начались поиски материалов, способных находиться в сверхпроводящем состоянии при более высоких температурах. Рубежом стала температура в 77 К - температура жидкого азота. С металлами и сплавами покончили быстро. 20 К и все. Перешли на сложные химические соединения. В середине 80-х было открыто сложное соединение, сходное с металлокерамикой - барий-иттриевая-медная керамика или оксид иттрия-бария-меди или YBCO (можно погуглить). YBCO и другие сверхпроводящие при >77 К материалы стали называть высокотемпературными сверхпроводниками. Как известно, азота на Земле навалом, 78% атмосферы, а гелий достаточно дорогой и редкий газ. Поэтому создание ВТСП - идея-фикс физиков и химиков.

40 ампер на квадрат что-то очень мало,

но и суммарного сечения всех сопутствующих элементов конструкции.

Серийно выпускаются ленты на 780 А/мм2. Ну тут 1000 А/мм2.

И немного интересного из мира сверхпроводников. Сверхпроводник является фактически идеальным диамагнетиком. Т.е. магнитное поле внутри сверхпроводника равно нулю. За счет вытеснения магнитного поля из тела сверхпроводника (Эффект Мейснера) сверхпроводник парит над магнитом. Это явление иллюстрирует демонстрационный эксперимент "Магнит Аркадьева".
http://vk.com/video3359916_132810293

[micyaylo]

Перешли на сложные химические соединения. В середине 80-х было открыто сложное соединение,

И немного интересного из мира сверхпроводников. Сверхпроводник является фактически идеальным диамагнетиком. Т.е. магнитное поле внутри сверхпроводника равно нулю.
За счет вытеснения магнитного поля из тела сверхпроводника (Эффект Мейснера) сверхпроводник парит над магнитом

"Незакрытый Пуп Земли", "а на троих его даёшь..."

[RZ3CC]

Ну значит отстал я от жизни, тем более всегда учили, что электронам легче бежать по поверхности проводника, поэтому и придумали "литцентрад" - многожильный провод, где каждая жила изолирована от другой. Мне все-таки кажется, что получение сверхпроводимости описанным способом, едва ли существенно повысит эффективность электромагнита или КПД линии из-за существенных затрат. Похоже, что "овчинка не стоит свеч!" Мне приходилось заниматься электромагнитами, для сбрасывания льда с плоскости летательного аппарата, так там для снижения веса наоборот пришлось применить алюминиевую проволоку.

[R9AAA]

...электронам легче бежать по поверхности проводника...

На переменном токе - да. Скинэффект называется. Поэтому и серебрение, и литцентрад, и биметалл и т.д. На постоянном токе электроны бегут одинаково во всей толще проводника.

Мне все-таки кажется, что получение сверхпроводимости описанным способом, едва ли существенно повысит эффективность электромагнита или КПД линии из-за существенных затрат. Похоже, что "овчинка не стоит свеч!"

Большой адронный коллайдер ЦЕРНа - весь на таких электромагнитах построен. Там просто нет альтернативы сверхпроводящим магнитам. "Классика" не может обеспечить такую индукцию из-за огромных размеров и потерь.
И у нас и у "противника" проводятся исследования по передачам электроэнергии. Строятся экспериментальные линии электропередач. В Москве есть "кабель" около 200 м на ПС № 798 «Динамо». Лонг-Айленд уже с начала 2000-х питается по такому кабелю на напряжении 138 кВ.
Достоинство ВТСП - огромная пропускная способность. В результате, начиная с длины кабеля примерно в 500 км получается самая эффективная передача электроэнергии с потерями в 2%. В этом году у меня дипломник диплом делал по таким передачам.

Ну значит отстал я от жизни

Главное - есть желание узнавать что-то новое. Главное - "быть лягушкой №2" (см. известную притчу).
1000 лет назад считали что земля плоская.. 60 лет назад не слышали про квантовые кристаллы.. сейчас у большинства в кармане игрушка, более производительная чем БЭСМ-6

"Незакрытый Пуп Земли", "а на троих его даёшь..."

И что?

[RZ3CC]

На переменном токе - да. Скинэффект называется. Поэтому и серебрение, и литцентрад, и биметалл и т.д. На постоянном токе электроны бегут одинаково во всей толще проводника.

Боюсь, что вы меня с кем-то спутали, уважаемый! Что такое "скин-эффект" я лет за тридцать знал до вашего появления на свет!
Кстати, ускорители на первых синхрофазотронах, как утверждалось в журнале "Радио" тех былинных лет,все таки делали из серебра, по-видимому было это выгоднее, чем криогенными установками получать сверхпроводимость в проводнике. Да и закон Ома тоже вроде еще работает, а для постоянного тока, думаю, скорее всего имеет место "антискин-эффект", ибо поверхность любого проводника изрыта обработкой через вальцы и окислена, поэтому явно должна создавать электрическое сопротивление току.

[RW3XW]

На переменном токе - да. Скинэффект называется.

Причём - чем выше частота, тем меньше глубина проникновения электронов. Возьмём, хотя бы, для примера коаксиальный разъём. Делается из латуни, материал ковкий, хорошо штампуется. Но ВЧ проводит очень плохо. Поэтому его покрывают никелем, в более ответственных случаях ещё и серебром сверху, т.к. латунь как губка впитывает металлы, чтоб не тратить серебро или золото попусту. Так вот толщина верхнего слоя разъёма и говорит о качестве и сфере применения. Поэтому табличка зависимости глубины проникновения от частоты в разных металлах у грамотного УКВ-иста в голове.

[R9AAA]

Боюсь, что вы меня с кем-то спутали, уважаемый!

Да. Прошу прощения. Я ошибся.

[R2LAC]

Японцы на выделенные $$ хоть что-то сделали,уж надо это или не надо-время покажет..У нас 40 лет бы высасывали бюджетные деньги,потом руками развели бы и назвали саму идею фикцией невыполнимой )

[RW9WT]

2 R2LAC
Нет, "мАнагеры" от науки начали появляться в 1992 - и далее, сложных годах.
Не нужно мести всех под одну гребенку.

[RK1AT]

Ну значит отстал я от жизни

Со всеми бывает! Наука не стоит на месте и бурно развивается в мире.