Plötslig förlust av supraledning

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 29 juli 2020; verifiering kräver 1 redigering .

Plötslig förlust av supraledning , släckning (eng. quench ) - ett fenomen som uppstår i supraledande elektromagneter, åtföljd av en spontan övergång av en elektromagnets spolar till ett normalt, icke-supraledande tillstånd.

Beskrivning av fenomenet

Supraledande magneter används till exempel vid magnetisk resonansavbildning eller som plasmainneslutningsmagneter i fusionsreaktorer . Den kylda ledaren hos en elektromagnet är i ett tillstånd av supraledning . Till exempel, för niob-titan eller niob-tennlegeringar, är övergångstemperaturen till supraledande tillstånd 9,4 K eller minus 264 °C. Detta är en mycket låg temperatur. Det enda kylmediet som kan förbli i flytande form vid denna temperatur är helium . Heliums kokpunkt är 4,2 K (minus 268,9 °C), så stabilitetsmarginalen för ett sådant system är liten.

Som ett resultat av någon anledning värms en lokal sektion av ledaren upp med endast 5-6 grader, heliumet som omsluter denna sektion passerar från vätskefasen till ånga. En ångbubbla bildas, vars volym är cirka 700 gånger större än den lokala överhettningszonen. Bubblan tränger undan kylvätskan. De återstående varven på ledaren är utan kylning. De värms också upp och förlorar sitt tillstånd av supraledning. Processen utvecklas som en lavin. Spolen får plötsligt ohmskt motstånd .

Strömmen som cirkulerar i ledaren börjar avge joulevärme . Ledaren värms upp till höga temperaturer jämförbara med materialets smältpunkt. Helium, som går över i ett gasformigt tillstånd, ökar trycket i kylvätskehåligheten hundratals gånger. Detta kan leda till en explosion eller utsläpp av helium i miljön.

Alla dessa faktorer kan inaktivera dyr utrustning, orsaka skador eller dödsfall för människor i närheten.

Till exempel, den 19 september 2008, vid Large Hadron Collider (bara två veckor efter den officiella lanseringen), inträffade en släckning med utsläpp av flera ton helium i kollidertunneln. Kollideraren är ur funktion.

Försvar

För att skydda mot släckning använder designers skyddsautomation:

Se även

Litteratur

Länkar