Сверхпроводящие магниты, Уилсон М., 1985

Сверхпроводящие магниты, Уилсон М., 1985.
  В книге английского ученого рассматриваются вопросы расчета магнитных полей и механических напряжений в обмотке, механизмы электрических потерь на переменном токе, а также характеристики перспективных сверхпроводящих материалов.
Для специалистов, занимающихся созданием сверхпроводящих магнитных систем.

Магниты для исследовательских целей.
Использование сверхпроводящих магнитов в экспериментах, в которых необходимы сильные магнитные поля, стало обычной практикой. Такие магниты Дешевле и компактнее традиционных электромагнитов и требуют меньших расходов на эксплуатацию. Они позволяют получать поля напряженностью от 5 до 15 Тл в рабочем объеме от 0,01 до 1000 см3. Типичный сверхпроводящий магнит для исследовательских целей показан на рис. 2.1. Как правило, подобные магниты изготавливают в виде соленоида (часто со щелью между двумя половинами обмотки для облегчения доступа к полю) и используют в магнитооптике, физике твердого тела, электронной микроскопии (в опытных образцах линз высокого разрешения), а также в установках по исследованию эффекта Мессбауэра и ядерного магнитного резонанса. В последнем случае магнитное поле должно иметь высокую однородность (порядка 10-9) и высокую (порядка 10-9 ч-1) стабильность. Такая стабильность легко достигается, если сверхпроводящий магнит работает в режиме незатухающего («замороженного») тока: после ввода требуемого рабочего тока в магнит его обмотка замыкается сверхпроводящей перемычкой и ток начинает циркулировать по короткозамкнутой цепи (гл. 11). Поскольку сопротивление такой цепи можно считать равным нулю, ток длительное время будет оставаться практически постоянным, и мы получим сверхпроводящий постоянный магнит.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора перевода
Предисловие
Глава 1. ВВЕДЕНИЕ
Литература
Глава 2. НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАГНИТОВ
2.1. Магниты для исследовательских целей
2.2. Физика высоких энергий
2.3. Управляемый термоядерный синтез
2.4. Магнитогидродинамические генераторы
2.5. Двигатели постоянного тока
2.6. Электромашины переменного тока
2.7. Сверхпроводящие накопители энергии
2.8. Магнитные сепараторы
2.9. Транспорт на магнитной подушке
Литература
Глава 3. ФОРМА ОБМОТОК И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
3.1. Соленоиды
3.2. Катушки для создания поперечного поля
3.3. Тороиды
3.4. Магнитные зеркала
3.5. Численные методы
Литература
Глава 4. МАГНИТНЫЕ СИЛЫ И МЕХАНИЧЕСКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
4.1. Силы в соленоидах
4.2. Силы в дипольных обмотках
4.3. Силы в тороидальных обмотках
4.4. Механические свойства сверхпроводящих материалов
4.5. Механические свойства конструкционных материалов
Литература
Глава 5. ДЕГРАДАЦИЯ И ТРЕНИРОВКА
5.1. Спектр возмущений
5.2. Объемные возмущения
5.3. Точечные возмущения
5.4. Композитные проводники
5.5. Минимальная распространяющаяся зона
5.6. Механические возмущения
5.7. Размерный эффект
Литература
Глава 6. СТАЦИОНАРНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ
6.1. Теплоотдача в кипящий гелий
6.2. Влияние теплопроводности и теорема равных площадей
6.3. Удельное сопротивление металлической матрицы
6.4. Два конкретных примера
6.5. Улучшение теплоотдачи в режиме кипения
6.6. Теплопередача в. узких каналах
6.7. Охлаждение проводника сверхтекучим гелием
6.8. Роль конечных размеров проводника
6.9. Нестационарные процессы при теплоотдаче
6.10. Принудительное охлаждение
6.11. Точечные возмущения
6.12. Максимально допустимые возмущения
Литература
Глава 7. СКАЧКИ МАГНИТНОГО ПОТОКА В ЖЕСТКИХ СВЕРХПРОВОДНИКАХ
7.1. Экранирующие токи и модель критического состояния
7.2. Адиабатическая стабильность
7.3. Стабильность многоволоконного провода
7.4. Динамическая стабильность
7.5. Динамическая стабильность пластины и ленточных проводов
7.6. Динамическая стабильность с учетом конечной теплопроводности
7.7. Роль конечной толщины волокон
7.8. Выводы
Литература
Глава 8. ПОТЕРИ В СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПРОВОДАХ В ПЕРЕМЕННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
8.1. Методы расчета
8.2. Гистерезисные потери в сверхпроводнике
8.3. Многоволоконные провода в поперечном магнитном поле
8.4. Примеры расчета потерь
8.5. Многоволоконные провода в продольном магнитном поле
8.6. Потери в собственном поле тока
8.7. Выводы
Литература
Глава 9. ПЕРЕХОД СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ОБМОТОК В НОРМАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ
9.1. Разогрев обмотки
9.2. Электрические напряжения
9.3. Скорость распространения нормальной зоны
9.4. Рост сопротивления и затухание тока
9.5. Программа QUENCH
9.6. Защита с помощью внешнего сопротивления
9.7. Защита с помощью вторичной обмотки
9.8. Защита с помощью секционирования обмотки
9.9. Выводы
Литература
Глава 10. ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЙ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
10.1. Критическая плотность тока
10.2. Намагниченность
10.3. Температурные зависимости тока и намагниченности
10.4. Стабильность
10.5. Скорость распространения нормальной зоны
10.6. Потери на переменном токе
10.7. Магнитное поле
Литература
Глава 11. ПИТАНИЕ МАГНИТА
11.1. Проектирование токовводов
11.2. Сверхпроводящий тепловой ключ
11.3. Сверхпроводящие источники тока
Литература
Глава 12. СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПРОИЗВОДСТВО
12.1. Основные свойства сверхпроводящих материалов
12.2. Сплавы системы ниобий—титан
12.3. Ниобий-оловянные провода
12.4. Другие материалы с высоким критическим полем
12.5. Провода для больших токов
Литература
Глава 13. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТОВ
13.1. Малые соленоиды
13.2. Диполи и квадруполи средних размеров
13.3. Большие магниты
Литература
Дополнительная литература
Предметный указатель и перечень используемых символов.