管內(nèi)電纜導(dǎo)體截面圖
它是一朵“金屬花”，是中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心研究人員經(jīng)過(guò)一道道工序精心培育出的“新品”。這個(gè)花有個(gè)特別嗜好，就是只有在極冷的情況下才愿意“綻放”。而這種極冷必須要達(dá)到零下幾百攝氏度，大約比月球夜晚溫度還要冷兩倍，比地球記錄的最低溫度還要冷3.5倍。
其實(shí)，“金屬花”是由銅線材和鈮三錫線材絞制而成，最后這一朵朵花被擠擠挨挨地壓制在一起并在外層穿上一件鎧甲（穿管成型）成為一根管內(nèi)電纜導(dǎo)體，中間保留大約30%~35%的空隙率。
“這朵花是用來(lái)研制超導(dǎo)磁體的，超導(dǎo)磁體產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，科研人員就可以利用強(qiáng)磁場(chǎng)來(lái)開(kāi)展科學(xué)研究。”中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心左萍告訴記者，中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心研發(fā)的混合磁體外超導(dǎo)磁體由7個(gè)線圈組成，分別由線圈A、B、C和D串聯(lián)組成。其中D由D1、D2、D3、D4疊加整體VPI（環(huán)氧浸漬）而得到，AB線圈整體VPI。因此最終是AB、C、D三個(gè)大線圈套在一起組成整個(gè)磁體線圈，全部線圈采用串聯(lián)連接方式。超導(dǎo)磁體最終產(chǎn)生10T的背景磁場(chǎng)。
不過(guò)，想要這些“金屬花”工作，必須有比較苛刻的工作環(huán)境，如臨界磁場(chǎng)、臨界電流密度、臨界溫度等。“比如，臨界溫度決定了這些花兒有個(gè)‘貪涼’嗜好，一定極低溫環(huán)境下才達(dá)到超導(dǎo)工作狀態(tài)。”左萍表示，中科院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心建設(shè)的10T超導(dǎo)磁體采用4.5K（零下268.65攝氏度）超臨界氦進(jìn)行冷卻。工作時(shí)，超臨界氦在5巴壓力（不到五個(gè)大氣壓）下流過(guò)CICC中的空隙，使其達(dá)到工作低溫環(huán)境，電流通過(guò)零電阻的超導(dǎo)股線而產(chǎn)生磁場(chǎng)。一旦失超，電流立即轉(zhuǎn)移到銅材中流通。“可以看出線圈中的銅不僅起到機(jī)械定型作用，而且更重要的是起到失超保護(hù)的作用。”
為什么只需要5巴壓力就能使超臨界氦流過(guò)導(dǎo)體中狹窄的空隙呢？面對(duì)記者的提問(wèn)，左萍表示，那是因?yàn)槌R界氦的黏性很小，幾乎可以不受阻力地流過(guò)空隙。
據(jù)介紹，此臺(tái)磁體幾乎在所有的時(shí)間里，溫度一直保持在零下269攝氏度溫區(qū)。因?yàn)橐坏┐朋w處于室溫，那么至少需要6周的時(shí)間才能冷卻至運(yùn)行低溫狀態(tài)。
也許，正是這些金屬花能夠耐得住如此極寒，才能為目前國(guó)際上最強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)貢獻(xiàn)一份力量。
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