A szupravezető képesség hirtelen elvesztése

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. július 29-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

A szupravezetés hirtelen elvesztése , quench (eng. quench ) - olyan jelenség, amely szupravezető elektromágneseknél fordul elő, az elektromágnes tekercseinek spontán átmenetével egy normál, nem szupravezető állapotba.

A jelenség leírása

A szupravezető mágneseket például mágneses rezonancia képalkotásban vagy plazmaelzáró mágnesként használják fúziós reaktorokban . Az elektromágnes hűtött vezetője szupravezető állapotban van . Például a nióbium-titán vagy nióbium-ón ötvözetek esetében a szupravezető állapotba való átmenet hőmérséklete 9,4 K vagy mínusz 264 °C. Ez nagyon alacsony hőmérséklet. Az egyetlen hűtőfolyadék, amely ezen a hőmérsékleten folyékony formában tud maradni, a hélium . A hélium forráspontja 4,2 K (mínusz 268,9 °C), így egy ilyen rendszer stabilitási határa kicsi.

Bármilyen ok következtében a vezető egy lokális szakasza csak 5-6 fokkal melegszik fel, az ezt a szakaszt beborító hélium a folyékony fázisból gőzzé válik. Gőzbuborék képződik, amelynek térfogata körülbelül 700-szor nagyobb, mint a helyi túlmelegedési zóna. A buborék kiszorítja a hűtőfolyadékot. A vezető többi menete hűtés nélküli. Emellett felmelegednek és elvesztik szupravezető állapotukat. A folyamat lavinaszerűen fejlődik. A tekercs hirtelen ohmos ellenállást kap .

A vezetőben keringő áram elkezdi felszabadítani a Joule-hőt . A vezetőt az anyag olvadáspontjához hasonló magas hőmérsékletre hevítik. A gáz halmazállapotú hélium több százszorosára növeli a nyomást a hűtőfolyadék üregében. Ez robbanáshoz vagy hélium környezetbe jutásához vezethet.

Mindezek a tényezők letilthatják a drága berendezéseket, sérülést vagy halált okozhatnak a közelben tartózkodó embereknek.

Például 2008. szeptember 19-én a Large Hadron Collidernél (csak két héttel a hivatalos indulás után) kioltás történt, amikor több tonna hélium került az ütközőalagútba. Az ütköző nem működik.

Védekezés

A kioltás elleni védelem érdekében a tervezők védelmi automatizálást alkalmaznak:

Lásd még

Irodalom

Linkek