Pérdida repentina de superconductividad

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Pérdida repentina de superconductividad , extinción (eng. extinción ) - un fenómeno que ocurre en los electroimanes superconductores , acompañado por una transición espontánea de las bobinas de un electroimán a un estado normal, no superconductor.

Descripción del fenómeno

Los imanes superconductores se utilizan, por ejemplo, en imágenes de resonancia magnética o como imanes de confinamiento de plasma en reactores de fusión . El conductor enfriado de un electroimán está en un estado de superconductividad . Por ejemplo, para las aleaciones de niobio-titanio o niobio-estaño, la temperatura de transición al estado superconductor es de 9,4 K o menos 264 °C. Esta es una temperatura muy baja. El único refrigerante capaz de permanecer en forma líquida a esta temperatura es el helio . El punto de ebullición del helio es de 4,2 K (menos 268,9 °C), por lo que el margen de estabilidad de dicho sistema es pequeño.

Como resultado de cualquier razón, una sección local del conductor se calienta solo 5-6 grados, el helio que envuelve esta sección pasa de la fase líquida al vapor. Se forma una burbuja de vapor, cuyo volumen es aproximadamente 700 veces mayor que la zona de sobrecalentamiento local. La burbuja desplaza el refrigerante. Las vueltas restantes del conductor son sin enfriamiento. También se calientan y pierden su estado de superconductividad. El proceso se desarrolla como una avalancha. La bobina adquiere bruscamente una resistencia óhmica .

La corriente que circula en el conductor comienza a liberar calor Joule . El conductor se calienta a altas temperaturas comparables al punto de fusión del material. El helio, al pasar a estado gaseoso, aumenta la presión en la cavidad del refrigerante cientos de veces. Esto puede conducir a una explosión o liberación de helio al medio ambiente.

Todos estos factores pueden inhabilitar equipos costosos, causar lesiones o la muerte a las personas cercanas.

Por ejemplo, el 19 de septiembre de 2008, en el Gran Colisionador de Hadrones (solo dos semanas después del lanzamiento oficial), se produjo una extinción con la liberación de varias toneladas de helio en el túnel del colisionador. El colisionador está fuera de servicio.

Defensa

Para protegerse contra la extinción , los diseñadores utilizan la automatización de protección:

Véase también

Literatura

Enlaces