Обзор
Охлаждение ВТСП магнитов твердым азотом
Д. И. Шутова
НИЦ «Курчатовский институт», площадь Академика Курчатова, д.1, 123182, Москва, Россия
e-mail: shutovadi@mail.ru
УДК 538.945
Аннотация
В работе приведен обзор некоторых отечественных и зарубежных публикаций за 2018-2023 гг., посвященных охлаждению сверхпроводниковых устройств с помощью твердого азота. Область возможного применения этого хорошо известного хладагента в непривычном агрегатном состоянии весьма обширна. Сегодня ученые из разных стран используют твердый азот для охлаждения ВТСП модельных магнитов авиационных двигателей, магнитных сепараторов, индуктивных накопителей энергии, скоростных поездов на магнитной подушке, ЯМР спектрометров, и др. В обзоре кратко описаны методы создания рабочих температур 10 – 60 К, особенности работы ВТСП устройств в твердом азоте, а также рассмотрены преимущества, недостатки и перспективы этого относительно нового способа охлаждения сверхпроводников.
Ключевые слова: твердый азот; ВТСП; хладагент; охлаждение; криокулер, магнитная сепарация, Маглев, ЯМР, СПИН; авиационный двигатель; стабильность.
Литература
[1] E. Sheehan, et al., IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 278, 012182 (2017). DOI: 10.1088/1757-899X/278/1/012182
[2] O. P. Anashkin, et al., Cryogenics, 42, 295 – 297 (2002). DOI: 10.1016/S0011-2275(02)00037-1
[3] H. Miyazaki, et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 27, 4, 4300805 (2017). DOI: 10.1109/TASC.2017.2656858
[4] L. Liu, et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 28, 8, 6602905 (2018). DOI: 10.1109/TASC.2018.2872818
[5] J. Ling et al., Supercond. Sci. Technol., 30, 024011 (2017). DOI: 10.1088/1361-6668/30/2/024011
[6] Y. Iwasa, Supercond. Sci. Technol., 30, 053001 (2017). DOI: 10.1088/1361-6668/aa5fed
[7] T. Nakamura, et al., Physica C, 372, 1434 – 1437 (2002). DOI: 10.1016/S0921-4534(02)01047-X
[8] Y. Iwasa, Case studies in superconducting magnets — design and operational issues. 2nd ed New York: Springer (2009).
[9] P. Stachowiak, et al., Phys. Rev. B, 50, 54 (1994). DOI: 10.1103/PhysRevB.50.543
[10] Diev D.N., et al., Physics of Atomic Nuclei, 81, 11, 1554–1562 (2018). DOI: 10.1134/S1063778818120037
[11] D. N. Diev, et al., REBCO split coil magnet for high gradient magnetic separation // Proc. 27th ICEC & ICMC, Oxford, England, 3-7th September 2018, 502, 012105 (2019). DOI: 10.1088/1757-899X/502/1/012105
[12] D. N. Diev, et al., Prog. in Supercond. and Cryogen., 20, 4, 1-5 (2019). DOI: 10.9714/2018.psac.2018.20.4.001
[13] Д. Н. Диев и др., Черная металлургия, 76, 11, 1097-1106 (2020). DOI: 10.32339/0135-5910-2020-11-1097-1106
[14] J. Kováč, et al., Scientific Reports, 12, 16454 (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-20625-6.
[15] L. Liu et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 28, 4, 4603705 (2018). DOI: 10.1109/TASC.2018.2814741
[16] L. Liu, et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 28, 8, 6602905 (2018). DOI:10.1109/TASC.2018.2872818
[17] Y. Li, et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 28, 4, 4603606 (2018). DOI:10.1109/TASC.2018.2814960.
[18] Е. Ю. Клименко, В. И. Омельяненко, Локомотив-информ, 01-02, 41-47 (2017).
[19] J. Mun, et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 31, 5, 3601405 (2021). DOI: 10.1109/TASC.2021.3060692
[20] D. Park, et al., IEEE Trans. Appl. Supercond., 31, 5, 300206 (2021). DOI:10.1109/TASC.2021.3064006