CERN тества свръхпроводници и направи кабел от тип Ръдърфорд от тях. Техническите характеристики на нишките са напълно в съответствие със спецификацията. TVEL Fuel Company е квалифициран като доставчик на свръхпроводници за програмите за разработване на високополеви магнити за ускорители на частици.
„Очакваме да получим съответната поръчка, след като CERN вземе решение за изграждане на FCC“, казаха пресслужбата на ТВЭЛ.

Руските разработчици са изпълнили изискванията: критичната плътност на тока на нишките е повече от 2,85 хиляди A / mm2 в поле от 12 T (тесла), остатъчният коефициент на електрическо съпротивление е повече от 100, ефективният диаметър на влакната е по-малък от 80. Това са рекордни параметри за руската свръхпроводяща индустрия.

Перспективите

FCC се планира да бъде построен след 2030 г.
Той ще замени Големия адронен коллайдер и ще се превърне в най-големия ускорител на частици в света – 100 км обиколка.

Магнитната система е един от ключовите елементи на новия ускорител. За създаването и ще са необходими 6 хиляди тона ниобий-калаен свръхпроводник и 3 хиляди тона ниобий-титанов.
Никоя държава сама не може да събере такава партида. Производствената технология се разработва в Европа, както и в САЩ, Южна Корея, Япония и Китай.

Подробности на: https://strana-rosatom.ru/2021/06/22/cern-proveril-rossijskie-sverhprovo/

Разработката е направена от персонала на Високотехнологичния научно-изследователски институт по неорганични материали, наречен на академик А. А. Бочвара (АО «ВНИИНМ, който е част от горивната компания на Росатом «ТВЭЛ».
За това се съобщава на сайта на държавната корпорация.

Свръхпроводникът, създаден от специалистите на «ВНИИНМ» АД, може да бъде използван както за създаване на свръхпроводящи силови електрически кабели, така и за свръхпроводящи генератори на вятърни електроцентрали. В сравнение с традиционните инсталации с подобена мощност те ще тежат два до три пъти по-малко, дори ако е необходима криогенна охладителна система. Това значително ще намали разходите за капитални вложения при инсталирането на такива устройства.

Свръхпроводници на базата на магнезиев диборид в света се произвеждат по два начина: „прах в тръбата“ и „вътрешна дифузия на магнезий“.
Същността на първия метод се състои в поставянето в метална обвивка на смес от магнезий и бор на прах или директно магнезиев диборид(MgB₂) и след това деформиране на получената тръба.
Вторият метод включва поставянето в металната тръба на централен прът от магнезий, заобиколен от прах от бор, и осъществяване на процеса по същия начин като първия метод.

В своя патент ядрените специалисти предлагат комплексно решение за подбора на компонентите на прахообразната смес, за материала на конструкцията и метода за създаване на дифузионна бариера за производството на MgB2 свръхпроводници чрез метода „прах в тръбата“.

Нискотемпературна свръх-проводимост

През 1911 година холандският физик Хейке Камерлинг-Оннесе охладил живак до температура около -270 ^оС и неочаквано е открил, че тогава електрическото съпротивление на метала е рязко спаднало до нула. Така е била открита свръх-проводимост.

Скоро са били открити поредица от материали, способни да пропускат през себе електрически ток без загуби. Но практическото им използване е затруднено от обстоятелството, че за де се използва ефектът трябва да бъдат охладени практически до абсолютната нула (-273 ^оС).

Високотемпературна свръх-проводимост

Ново развитие темата получи в края на миналия век, когато бяха открити материали, които показваха нулево съпротивление при много по-високи температури. Тези съединение бяха наречени высокотемпературни свръх-проводници.

Възможността да се използва като охлаждаща течност относително евтиният течен азот (N) откри за тези вещества широки перспективи за използване в электрическите мрежи от новото поколение, в суперкомпютрите и влаковете на магнитна възглавница. Обаче почти 30 години природата на високотемпературната свръх-проводимост си оставаше загадка за физиците по целия свят, което заруднява търсенето на нови материали с такива удивителни свойства.

Разгадаване на загадката

Нискотемпературните свръх-проводници

В обикновени условия електроните, движейки се в обема на проводника, се сблъскват един друг и губят енергия. Но в свръх-проводниците при достатъчно ниска температура електроните започват да се движат като тясно свързани двойки.

Тогава тяхното движение става праволинейно, и те плавно без загуби могат колкото трябва дълго да се движат през структурата на свръх-проводника. В низко-температурните свръх-проводници двойките електрони се удържат благодарение на особените взаимодействия с металната решетка на веществото. При повишаване на температурата това взаимодействие изчезва, двойките се разпадат и свръх-проводимостта изчезва.

Високотемпературните свръх-проводници

При тях електроните също се движат по двойки, но до сега учените не можеха да си обяснят, какви сили ги задържат заедно. Поради това физиците можеха да търсят нови материали само по пътя на безсистемен подбор, защото оставаше неясно, към какви техни свойства да съсредоточат вниманието си.

Но, изглежда, че изследователите от Кембридж накрая за разбрали природата на възникване на високотемпературната свръх-проводимост.

Доктор Сучитра Себастиан (Suchitra Sebastian) и колегите и са решили да погледнат на проблема под друг ъгъл. Те са изследвали свойствата на материалите в нормално, а не в свръх-проводящо състояние.

“Ние се опитвахме да разберем, какви видове взаимодействия стават в материала преди електроните да се обединят по двойки.защото едно от тези взаимодействия съединява електроните един с друг, – казва Себастиан в прес-съобщението на университета. – Когато електроните са сдвоени е невъзможно да се разбере, какво ги е обединило, но ако успеем да разделим двойките, ще стане ясно, какво е станало причина за възникване на свръх-проводимостта”.

Работейки с извънредно силни магнитни полета, екипът е успял да разруши свръх-проводимостта на така наречените купрати – тънки слоеве от мед и кислород, разделени със сложни комплекси от атоми. При тези експерименти учените са наблюдавали, как вълна от електрони, известна като вълна с зарядна плътност, създава в материала своеобразни “джобове”, които играят ключова роля при образуването на електронните двойки.

По-рано се считаше, че тези джобове възникват в областите с максимална свръх-проводимост. Но новото изследване показва, че джобовете образуват сложна оплетена структура, приличаща на кула от играта „Дженга“, където всеки следващ ред от плочки лежи перпендикулярно на предишния. При това положение те възникват в областите с най-слаби свръх-проводящи свойства, а появяването им се предизвиква от появяването на вълната от електрони.

“Сега ние можем да открием свръх-проводимост и в други материали с подобни свойства, – казва Себастиан. – Надявам се , че това ще ни помогне да намерим нови свръх-проводници, работещи при още по-високи температури, включително и близки до стайните”.

Подробности за резултатите от изследването ще намерите в статията на списание Nature.

Източник: http://www.vesti.ru/doc.html?id=1706773/

Компанията на Росатом «Русский сверхпроводник» през близките месеци ще стартира в “Курчатовския институт” опитно производство на лентови високотемпературни свръх-проводници от второ поколение (ВТСП-2) за различните отрасли на промишлеността, съобщи директорът на Курчатовския център по свръх-проводимост Виталий Круглов.

“Сред месец-два стартираме опитно производство”, – каза Круглов в сряда на форума «NDExpo-2014 — Ядрената енергия за устойчиво развитие».

Опитно-експерименталната технологична линия по производство на ВТСП-2 с дължина до 100 метра е монтирана в Националния изследователски център “Курчатовски институт” в рамките на проекта за създаване съвместно с влизащият в Росатом петербургски НИИ за електрофизична апаратура на конкурентно-способна промишлена технология, която предстой да се реализира в предприятията на горивната компания на Росатом «ТВЭЛ».

На тази линия ща се работи по повишаване на експлоатационните характеристики на ВТСП-2 и усъвършенстване на технологичните процеси при производството им. По-рано «Русский сверхпроводник» придоби от немската фирма Bruker HTS технологията за лентовите ВТСП-2.

ОАО «Русский сверхпроводник» беше създадено от Росатом за управление на мащабния проект по създаването в Русия на иновационения отрасъл – свръх-проводниковата индустрия.

Източник: http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/rosatom-cherez-1-2-mesyatsa-otkroet-opytnoe-proizvodstvo-sverkhprovodnikov

В сравнение с обикновените медни кабели, новият свръх-проводящ се оказва пет пъти по-ефективен.

На 12 май 2014 година в енергийната система на немския град Ессен беше интегриран май-дългият в света свръх-проводящ кабел. Дължината му е 1 километър. Той свързва две трансформаторни подстанции в центъра на града. Това събитие ознаменува началото на тестване на системите за електроснабдяване на бъдещето.

Трифазният концентричен кабел за напрежение 10 kV е разчетен за предаване на 40 MW мощност. В сравнение с меден кабел с такива габарити новият свръх-проводящ кабел може да пренася 5 пъти повече електроенергия.

Благодарение на особените свойства на свръх-проводящия материал, специално синтезираната керамика охлаждана до минус 200 ^оС, се превръща в идеален електрически проводник. В Ессен този кабел при напрежение 10 kV заменя обикновен електропровод на 100 kV.

На тържеството, посветено на това събитие, присъстваха Ханнелоре Крафт (Hannelore Kraft), лидер на социалдемократичната партия в Северен Рейн Вестфалия, носителят на Нобеловата награда за физика Йоханнес Георг Беднорц (Johannes Georg Bednorz), първооткривател на високотемпературната свръх-проводимост, и много други почетни гости.

“Днес е прекрасен ден за трансформирането на енергийната система на Германия. Ние започваме първото в света практическо тестване на технологията  за свръх-проводимост”, - обяви Ханнелоре Крафт по време на официалното откриване.

Интегрирането на кабела е извършено в рамките на проекта AmpaCity, стартиран с цел поощряване на изследванията в областта на високите технологии за удовлетворяване на нуждите на обществото.Проектът е реализиран благодарение на усилията на специалистите от компаниите RWE Deutschland, Nexans и Технологичния институт в Карлсруе (KIT).

“Високотемпературните свръх-проводящи силови кабели, накрая, са готови за промишлено (комерсиално) приложение. Бяха необходими около 30 години за да бъде изминат пътя от разработката удостоена с Нобелова награда, до промишленото и приложение. По време на изследванията нашите специалисти успяха да намерят най-подходящите материали за повишаване на механичната здравина и минимизиране на загубите при променлив ток”, - разказва Матиас Ное (Mathias Noe), ръководител на Технологичния институт в Карлсруе и партньор на проекта AmpaCity.

Сега големи мощности ще могат да се предават с минимални загуби в градовете от централната част на региона. След завършване на започващите двегодишни полеви изпитания в енергосистемата за високо напрежение, интегрирането на подобни системи ще става много по-мащабно.

Източник: http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/sverkhprovodyashchii-kabel-integrirovali-v-energosistemu-goroda