Сверхпроводники
без |1.1 |1.67|
|термообработки) | | |
|Ag+1%X (600оС, 0.5|2.1 |7.1 |
|час.) | | |
Известно, что токовводы – одно из (очень!) немногочисленных рыночных
ресурсосберегающих ВТСП изделий. По оценкам, применение ВТСП токоввода
увеличивает на 70% ресурс холодильного устройства. В конструкциях
токовводов из нормального металла существует два механизма теплопритока в
холодильник – джоулево тепло (особенно в длинных и тонких конструкциях) и
теплопроводность (особенно в толстых и коротких конструкциях). ВТСП
токоввод исключает часть теплопритока, обусловленную джоулевым теплом (во
всяком случае, в наиболее критической низкотемпературной части токоввода).
Этот факт сильно развязывает руки конструктору, допуская длинные и тонкие
конструкции. Однако, все ВТСП составы - очень хрупкие, для придания
прочности и гибкости их необходимо заключать в соответствующую оболочку.
Известна также привязанность ВТСП составов к хорошо теплопроводящему
серебру или сплавам на его основе. В частности, для оболочки токовводов,
как правило, используются сплавы Ag+N%Au. Поиски заменителя серебра пока не
найдены, но вот для золота, похоже, нашли. Из предложенного В.С.Кругловым и
И.И.Акимовым сплава Ag+1%X уже изготовлена стандартная трубка, которая
будет служить оболочкой для получения протяженного куска ВТСП ленты.
Подождем дальнейших результатов.
Продвижение накопителей в энергосистему штата Каролина
Недавно подписано соглашение между American Superconductor Corp. (ASC) и
Carolina Power & Light (CP&L) о поиске решений, основанных на использовании
сверхпроводниковых магнитных накопителей электроэнергии (SMES’ов) для
промышленных линий электропередач. Неблагоприятные погодные условия,
инциденты на транспорте и непредсказуемый выход из строя оборудования может
приводить к перерывам в подаче электроэнергии или к скачкам напряжения в
сети. Согласно оценкам, такие выходы из строя в электросети обходятся
американской промышленности ежегодно в миллиарды долларов за счет
повреждения оборудования и прерывания непрерывных производственных циклов.
Ситуацию могут в корне изменить сверхпроводниковые накопители. Серию таких
накопителей (SMES’ов) на основе электромагнитов из низкотемпературных
сверхпроводников на разные диапазоны мощности выпускает ф. ASC. Ее
продукция размещается на портативном трейлере длиной около 12м.
Используемая мощная электроника “чувствует” мгновенное перераспределение
мощности в сети и в течение 2 сек переключает сеть на питание от
накопителя. После стабилизации электрической мощности в сети осуществляется
обратное переключение. В текущем году ф. ASC успешно внедрила в НТСП
накопители ВТСП токовводы, уменьшив ежегодные эксплуатационные расходы для
потребителя на 55%.
В рамках подписанного соглашения ф. CP&L, электросистемой которой
пользуются более 1млн жителей штата Каролина, берет на себя маркетинговые
услуги по продвижению накопителей, а
ф. ASC – поставку устройств, обучение персонала и техническую поддержку
эксплуатации накопителей.
Для более полной информации контакт:
Kathy Cadigan
Corporate Communications,
American Superconductor Corporation,
Two Technology Drive,
Westborough, MA 01581;
phone (508) 836-4200 ext. 222.
Споры о биполяронной сверхпроводимости в ВТСП
Электрон-фононное взаимодействие проявляет себя по-разному: от сравнительно
слабой перенормировки массы носителей заряда (в металлах) до формирования
почти локализованных квазичастиц (в ионных кристаллах и оксидах). Такие
квазичастицы называют поляронами малого радиуса. Концепция полярона
восходит еще к работам Ландау начала 30-х годов. Полярон образуется
вследствие сильного взаимодействия электрона с акустическим или локальным
фононом (то есть с искажением кристаллической решетки, локализованным на
расстоянии порядка размера одной элементарной ячейки).
Для того чтобы объяснить некоторые необычные свойства халькогенидов,
Ф.Андерсон в 1975 году ввел понятие биполярона малого радиуса [1]:
квазичастицы, представляющей собой два электрона, локализованных в
непосредственной близости друг от друга. Причиной образования биполярона
является (как и для полярона) сильное локальное искажение решетки
электронами. Значительный вклад в науку о биполяронах внес известный
французский физик Б.Чакраверти, который сначала в рамках биполяронной
теории объяснил ряд необычных свойств оксида Ti4-xVxO7 [2], а затем
показал, что при увеличении константы электрон-фононного взаимодействия
основное состояние системы большого числа электронов непрерывным образом
эволюционирует от сверхпроводящего состояния типа БКШ к диэлектрическому
состоянию, в котором куперовские пары локализованы в форме массивных
биполяронов.
Хотя открытие высокотемпературной сверхпроводимости Дж.Беднорцем и
К.Мюллером в 1986 году обязано отчасти "поляронной идеологии" (два
упомянутых нобелевских лауреата полагали, что медно-оксидные соединения
могут иметь высокую критическую температуру Tc вследствие наличия в них
поляронов), в те годы вопрос о бозе-эйнштейновской конденсации биполяронов
как причины высокотемпературной сверхпроводимости всерьез не
рассматривался. Однако еще в 1981 году А.Александров и Д.Раннингер
опубликовали статью [4], где выдвинули идею, что биполяроны малого радиуса
могут рассматриваться как подвижные бозоны, которые могут переходить в
сверхтекучее состояние, то есть образовывать бозе-конденсат. В то время эта
работа считалась методической. Но несколько лет спустя один из ее авторов
(А.Александров) и известный английский теоретик Н.Мотт на полном серьезе
заявили, что высокотемпературная сверхпроводимость есть не что иное как
бозе-конденсация биполяронов малого радиуса [5,6]. В пользу такого сценария
сверхпроводимости ВТСП свидетельствовала, по их мнению, низкая (~ 1021 см-
3) концентрация носителей заряда и малая (~ нескольких нанометров) длина
когерентности.
Такое "обобщение" теории биполяронной сверхпроводимости на ВТСП вызвало
резкое возражение со стороны Б.Чакраверти (одного из основоположников
теории биполяронов [2,3]) и Д.Раннингера (соавтора А.Александрова по работе
[4], с которой все начиналось). Их аргументы приведены в недавно
опубликованной работе [7] (отметим, что "терпели" они довольно долго -
несколько лет). Этих аргументов несколько, но все они имеют одинаковую
<
| |  скачать работу |
Сверхпроводники | 
