электродинамические силы в обмотках с током стремятся разорвать их и притянуть

друг к другу.

Поскольку в сверхпроводящей обмотке тепло не выделяется, рефрижератор, который

требуется для работы сверхпроводящей магнитной системы, должен отводить лишь то

тепло, которое поступает в криостат с жидким гелием через тепловую изоляцию и

токоподводы. Потери в токоподводах можно свести практически к нулю, если

использовать короткозамкнутые сверхпроводящие катушки, питаемые от

сверхпроводящего трансформатора постоянного тока.

Гелиевый ожижитель, который будет восполнять потери гелия, испаряющегося через

изоляцию, по расчетам должен вырабатывать несколько десятков литров жидкого

гелия в 1 ч. Такие ожижители выпускает промышленность.

Без сверхпроводящих обмоток были бы нереальными крупные токамаки. В установке

"Токамак-7", например, обмотка массой 12 т обтекается током 4,5 кА и создает на

оси плазменного тора объемом 6 м3 магнитное поле 2,4 Тл. Это поле создается 48

сверхпроводящими катушками, потребляющими за час всего 150 л жидкого гелия,

повторное сжижение которого требует мощности 300…400 кВт.

Не только большая энергетика нуждается в экономичных компактных мощных

электромагнитах, без них трудно обойтись ученым, работающим с рекордно сильными

полями. На порядок производительнее становятся установки для магнитного

разделения изотопов. Уже не рассматриваются проекты крупных ускорителей без

сверхпроводящих электромагнитов. Совершенно нереально обойтись без

сверхпроводников на пузырьковых камерах, которые становятся чрезвычайно

надежными и чувствительными регистраторами элементарных частиц. Так, одна из

рекордно больших магнитных систем на сверхпроводниках (Аргоннская национальная

лаборатория, США) создает поле 1,8 Тл с запасенной энергией 80 МДж. Исполинская

обмотка массой 45 т (из них 400 кг ушло на сверхпроводник) при внутреннем

диаметре 4,8 м, наружном 5,3 м и высоте 3 м требует для охлаждения до 4,2 К

всего 500 кВт — ничтожно малую мощность.

Еще более внушительным представляется сверхпроводящий магнит пузырьковой камеры

Европейского центра ядерных исследований в Женеве. Он имеет следующие

характеристики: магнитное поле в центре до 3 Тл, внутренний диаметр "катушки"

4,7 м, запасенная энергия 800 МДж.

В конце 1977 г. в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ)

вступил в строй один из крупнейших в мире сверхпроводящих магнитов "Гиперон".

Рабочая зона его имеет диаметр 1 м, поле в центре системы 5 Тл (!). Уникальный

магнит предназначен для проведения экспериментов на протонном синхротроне ИФВЭ в

Серпухове.

Осмыслив эти впечатляющие цифры, уже как-то неудобно говорить о том, что

техническое освоение сверхпроводимости только начинается. В качестве примера

можно напомнить о критических параметрах сверхпроводников. Если температура,

давление, ток, магнитное поле превысят некоторые предельные значения, называемые

критическими, сверхпроводник потеряет свои необычные свойства, превратившись в

обычный материал.

Наличие фазового перехода вполне естественно использовать для контроля внешних

условий. Если есть сверхпроводимость, значит, поле меньше критического, если у

датчика восстановилось сопротивление — поле выше критического. Уже разработана

серия самых разнообразных сверхпроводящих измерителей: болометр на спутнике

может "почувствовать" зажженную спичку на Земле, гальванометры становятся

чувствительнее в несколько тысяч раз; в резонаторах ультравысокой добротности

колебания электромагнитного поля словно консервируются, ибо они чрезвычайно

долго не затухают.

Среди сверхпроводящих устройств можно назвать детекторы альфа-частиц, криотроны

(выпрямители), ячейки ЭВМ для схем памяти и переключения. Так, криоЭВМ настолько

экономичны из-за отсутствия нагрева током, настолько чувствительны и компактны,

что в объеме апельсина "уместится" обычная ЭВМ размером с комнату! Вот почему