سیم ابررسانا

سیم های ابررسانا سیم های الکتریکی هستند که از مواد ابررسانا ساخته شده اند. وقتی در دمایی پایین تر از دمای گذار خنک شوند، مقاومت الکتریکی آن ها صفر است. غالباً ابررساناهای معمولی مانند نیوبیم - تیتانیوم مورد استفاده می گیرند، [ ۱] البته ابررساناهای دما بالا مانند YBCO در حال ورود به بازار هستند.
از مزایای سیم ابررسانا نسبت به مس یا آلومینیوم می توان به بیشتر بودن حداکثر چگالی جریان الکتریکی و اتلاف توان صفر اشاره کرد. از معایب آن می توان هزینه سرد کردن سیم ها تا دمای ابررسانا ( اغلب به مواد سرمازا مانند نیتروژن مایع یا هلیوم مایع نیاز است ) ، خطر خاموش شدن سیم ( از دست دادن ناگهانی ابررسانایی ) ، خواص مکانیکی پایین برخی ابررساناها، و هزینه های ماده ی استفاده شده در سیم و ساخت آن را نام برد. [ ۲]
کاربرد اصلی آن در آهنرباهای ابررسانا است که در تجهیزات علمی و پزشکی در مواردی که میدان مغناطیسی قوی لازم است استفاده می شود.
دمای ساخت اغلب با هدف بیشینه کردن موارد زیر انتخاب می شود:
• دمای بحرانی Tc ، که در دمای پایین تر از آن سیم به یک ابررسانا تبدیل می شود
• چگالی جریان الکتریکی بحرانی Jc ، که بیشترین جریانی است که یک ابررسانا می تواند در واحد سطح مقطع داشته باشد ( تصاویر زیر را ببینید برای مثال با 20kA/cm2 ) .
سیم ها، نوارها، و کابل های ابررسانا غالباً دو ویژگی کلیدی دارند:
• ترکیب ابررسانا ( معمولا به شکل رشته ها/پوشش )
• یک تثبیت کننده رسانش، که جریان را در صورت از دست دادن ابررسانایی ( معروف به خاموش شدن ) در ماده ابررسانا حمل می کند. [ ۳] [ ۴]
دمای به اشتراک گذاری جریان TCS دمایی است که در آن، جریان حمل شده توسط ابررسانا از طریق تثبیت کننده نیز شروع به جاری شدن می کند. [ ۵] [ ۶] با این حال، TCS با دمای خاموشی ( یا دمای بحرانی ) TC یکسان نیست؛ در مورد اول، از دست دادن جزئی ابررسانایی وجود دارد، در حالی که در مورد دوم، ابررسانایی به طور کامل از بین می رود. [ ۷]
سیم های ابررسانای دما پایین ( LTS ) از ابررساناهایی با دمای بحرانی پایین مانند نیوبیم - قلع ( Nb3Sn ) و نیوبیم - تیتانیوم ( NbTi ) ساخته شده اند. غالباً ابررسانا به صورت یک رشته در زمینه ای از جنس مس یا آلومینیوم است که اگر ابررسانا به هر دلیلی دچار خاموشی شود، جریان را حمل می کند. رشته های ابررسانا می توانند یک سوم حجم کل سیم را تشکیل دهند.