Img00133

137

cewkę może wykazać zmniejszenie wartości krytycznej gęstości prądu nawet

0    kilka rzędów. Po odwinięciu drutu odzyskuje on znów poprzednie własności. Zjawisko to zwane efektem degradacji występuje w różnym stopniu w różnych materiałach. Nie jest ono do końca zbadane — prawdopodobnie jedną z przyczyn wywołującą degradację są własności diamagnetyczne cewki jako całości.

Cewka nadprzewodząca jest bardzo czuła na wszelkiego rodzaju wstrząsy, wibracje, fluktuacje prądu i inne niestabilności pracy; mogą one doprowadzić do nagłego przejścia cewki w stan normalny.

W materiale nadprzewodzącym II rodzaju zaobserwowano występujące dość często niewielkie „skoki” prądu, wytwarzające niewielkie, lokalne niestabilności cieplne. Mogą one doprowadzać do lokalnego przejścia materiału w stan normalny. Niestabilności cieplne w uzwojeniach cewek występują przy prądach niższych niż w próbkach krótkich z tego samego materiału. Prowadzi to do zwiększenia efektu degradacji.

2.93.    Gdy odcinek drutu nadprzewodzącego w cewce z jakichkolwiek powodów przejdzie raptownie w stan normalny, natężenie prądu, z uwagi na indukcyjność cewki, nie ulegnie nagłemu zmniejszeniu. Prąd przepływający przez odcinek uzwojenia o normalnym oporze powoduje wydzielenie się w nim znacznej ilości energii w postaci ciepła Joule’a. Stan normalny w materiale rozszerza się szybko na całą cewkę. Przy nagłym przejściu cewki w stan normalny istnieje niebezpieczeństwo powstania przepięć i uszkodzenia uzwojeń. Tego typu awaria prowadzić może do wybuchu aparatury kriogenicznej, gdy nie jest ona zabezpieczona przed raptowną przemianą dużej ilości ciekłego helu w stan gazowy.

2.94.    Badania inżynierskie nad cewkami nadprzewodzącymi skierowane były na opanowanie niestabilności cieplnych i na szukanie sposobów zapobieżenia rozszerzaniu się fazy normalnej na całą cewkę.

Skutecznym sposobem okazało się zastosowanie tzw. uzwojeń stabilizowanych. W uzwojeniach stabilizowanych druty z materiału nadprzewodzącego są otoczone warstwą materiału normalnie przewodzącego, najczęściej aluminium lub miedzi. Przy przejściu odcinka drutu nadprzewodzącego w stan normalny jego opór elektryczny jest zbocznikowany znacznie mniejszym oporem aluminium lub miedzi (duży przekrój

1    duża przewodność elektryczna dzięki niskiej temperaturze). Materiał stabilizujący

^c>    Nb-Zr    Cu

Rys. 2.94-1. Przykłady rozwiązań uzwojeń stabilizowanych: a), b) przewód wiclodrutowy w powłoce miedzianej; c) przewód NbZr zaprasowany w taśmie miedzianej; d) warstwa Nb,Sn naniesiona na taśmę stalową i zalana srebrem; 1 — stal nierdzewna, 2 — warstwa Nb₃Sn, 3 — srebro