Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
расходуется целиком на увеличение температуры
Если температура Тг оказывается выше значения, соответствующего току Д,
то достижение равновесного состояния невозможно. В противном случае
процесс может затухнуть при некотором промежуточном распределении поля.
Сопротивление транспортному току при этом не возникает. Таким образом,
можно записать условие устойчивости транспортного тока по отношению к
скачкам потока в следующем виде:
Используя данные о зависимости критической плотности тока и теплоемкости
сверхпроводника от температуры, можно при помощи этой формулы построить
на диаграмме рис. 9-6 область, где скачки потока не могут привести к
переходу проводника в нормальное состояние. 258
(9-41)
т,
(9-42)
Граница этой области, изображаемая верхней штрих-пунктирной линией 2
пересекает кривую JC(B) в той же точке р, где начинается область
"абсолютной устойчивости", в которой скачки потока вообще не происходят.
Это объясняется тем, что при стремлении Л к Л модели, используемые в двух
приведенных выше критериях, становятся совершенно одинаковыми.
Дальнейший ход границы новой области "ограниченной устойчивости" более
подробно рассматривать не будем. Дело в том, что полученный критерий
основан на весьма жестком исходном допущении и поэтому он должен, как
правило, приводить к более низким допустимым плотностям тока. Подобная
тенденция выявлена экспериментально {Л. 9-5], несмотря на невысокую
точность как самой теоретической оценки, так и имеющихся расчетных
данных.
Критерий (9-43) означает, что сверхпроводник из исходного состояния
переходит непосредственно в нормальное. Но может ли быть фактически
реализовано такое исходное состояние? При попытках подойти к этому
состоянию гораздо раньше может нарушиться критерий типа (9-12) и тогда
возникнут скачки потока, приводящие к совершенно иному распределению
поля. При этих скачках переход в нормальное состояние также может не
произойти.
При попытке рассчитать последовательность процессов такого типа, чтобы
определить, когда в серии скачков может наступить "катастрофический"
скачок, возникают определенные трудности. Основная из них состоит в том,
что состояние проводника даже после одного скачка представляется
достаточно неопределенным. Поэтому точность оценок здесь соответственно
ниже, чем при расчете перехода из точно определенного состояния. В [Л. 9-
5] получено предельное условие устойчивости для двух последовательных
скачков, каждый из которых полностью "стирает" экранирующие токи,
оставляя только транспортный ток 26/2. Считается, что в промежутке между
скачками сверхпроводник успевает полностью охладиться до исходной
температуры 7V Второй скачок развивается, когда поле увеличивается на
величину Яэ.кр и распределение его в образце оказывается соответствующим
рис. 9-7,6.
Для справок приведем здесь без вывода формулу из работы (Л. 9-5]
269
дО=?#-(4-4+64'"4|-)+
Ц-0^2 f 2J3 J 2 . 2/ з J2 2/, J2 2/,-/п лл\
ы \(/3 + J2y'r(J"-h)2 (Л+ /.)* (Л'
W"(l-?): = ""<*>
#s = 2bJ2.
Плотность тока /з соответствует распределению поля, показанному на рис.
9-7,6 пунктиром (кривая 3).
По приведенной формуле можно рассчитать положение новой границы 2 области
"ограниченной устойчивости" на диаграмме рис. 9-6. Эта линия также
выходит из точки р и далее обычно соответствует монотонной зависимости,
что расширяет область устойчивости в более слабых полях. Кривая,
рассчитанная .по соотношению (9-43), наоборот, часто имеет положительную
производную и иногда пересекается с осью / = 0. Это означает, что энергии
одних экранирующих токов достаточно, чтобы перегреть образец выше
критической температуры в данном поле. Можно ожидать, что в реальном
случае граница устойчивости располагается между этими двумя крайними
положениями.
Хотя общие особенности поведения критических токов в разных диапазонах
полей можно качественно объяснить с привлечением различных описанных
здесь моделей, о количественном согласии, принимая во внимание все, что
отмечалось на этот счет выше, говорить не приходится.
Тщательные измерения критических токов в тонких образцах и сопоставление
с результатами расчетов по приведенной методике проводились на
многожильных проводниках {J1. 9-5], в которых, как оказалось, чрезвычайно
сильно выражены эффекты взаимодействия отдельных проводников.
Подобные эффекты в многожильных проводниках приводят в ряде случаев к
тому, что такие проводники становятся в некоторых отношениях подобными
сплошным сверхпроводникам сравнимого сечения. Поэтому, даже если все
сверхпроводящие жилы в отдельности удовлетворяют рассмотренным критериям
устойчивости, весь проводник в целом может оказаться неустойчивым.
270
где
В следующих главах будут рассмотрены особенности многожильных
комбинированных проводников.
Глава десятая
МНОГОЖИЛЬНЫЕ ПРЯМЫЕ ПРОВОДНИКИ
10-1. МОДЕЛЬ многожильного ПРЯМОГО ПРОВОДНИКА
Как уже отмечалось, комбинированные материалы с внутренней стабилизацией
выпускаются в виде многожильных проводников, поскольку производство и
