Stabilność termiczna drutów nadprzewodzących
Thermal stability of composite superconductors

W pracy przedstawiono numeryczny model cieplny oraz wyniki badania stabilności wielowłóknowego drutu nadprzewodzącego. Zaproponowany model uwzględnia zależność przewodności i pojemności cieplnej przewodu od temperatury oraz nieustalone wnikanie ciepła do chłodziwa. Jednowymiarowe równanie przewodnictwa cieplnego zastosowane do opisu ewolucji strefy oporowej rozwiązywano metodą Cranka-Nicolsona. Za miarę stabilności przewodu przyjęto wielkość minimalnej energii potrzebnej do wprowadzenia przewodu w stacjonarny stan oporowy (MQE). Zaobserwowano silną zależność MQE od prądu, udziału stabilizatora w przewodzie i wielkości chłodzonej powierzchni bocznej przewodu. Stwierdzono wpływ charakterystyki czasowo-przestrzennej impulsu cieplnego na stabilność przewodu. Zauważono, że zwiększenie współczynnika wnikania ciepła podczas nieustalonego wrzenia pęcherzykowego nie powoduje odpowiednio dużego wzrostu energii krytycznej przewodu.

A numerical thermal model and the results of stability analysis of a multifilamentary superconducting wire are presented. The model takes into account the temperature dependencies of the conductor thermal conductivity and heat capacity as well as transient heat transfer to the coolant. The one-dimensional heat conduction equation adopted in the model is solved by means of the Crank-Nicolson method. As a measure of conductor stability the minimum quench energy (MQE) is taken. A strong dependence of MQE on current, copper to superconductor ratio and the magnitude of the conductor cooled surface is observed. The influence of duration and spatial length of the thermal energy pulse on MQE is also noticed. The calculations show that an increase of the heat transfer coefficient in the transient nucleate boiling region is not followed by an adequate rise in the critical energy of the conductor.