СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ СОЛЕНОИДЫ.
Обмотку соленоида можно сделать и из сверхпроводящего материала. Такой соленоид может работать, почти не потребляя электроэнергии, по<![if !vml]><![endif]>скольку однажды возбужденный в нем ток не затухает. Нужно только поддерживать соленоид при низкой температуре, а для этого требуются очень малые мощности. Таким образом, эксплуатация сверхпроводящих магнитов исключает потребность в больших источниках питания. Для питания годятся обычные батареи, генераторы или аккумуляторы.
Решается проблема теплоотвода. При нулевом сопротивлении равна нулю и выделяемая мощность. Правда, проблема прочности остается, поэтому рекордных полей сверхпроводящие соленоиды не создают. Но зато они легче и меньше по размерам, чем обычные водоохлаждаемые. По сравнению с криогенными сверхпроводящие соленоиды требуют в сотни раз меньшего расхода хладагента. Так, при индукции магнитного поля 10...15 Тл сверхпроводящий магнит весит всего несколько десятков килограммов, со всем относящимся к нему оборудованием занимает площадь несколько квадратных метров и расходует примерно 10 л жидкого гелия в сутки. И это вместо нескольких десятков тонн и тысяч киловатт электроэнергии, которые потребовались бы для работы несверхпроводящего магнита с теми же параметрами. Особенно наглядно проявляются достоинства сверхпроводящих магнитов, когда нужно получить сильное магнитное поле в большом объеме.
Идея использования явления сверхпроводимости для создания сильных магнитных полей возникла сразу же после его открытия. Уже в 1913 г. Камерлинг-Оннес решает построить сверхпроводящий магнит индукцией, равной 10 Тл, не потребляющий энергии. Но мечте Оннеса не суждено было сбыться, по крайней мере при его жизни. Сверхпроводимость, как выяснилось, разрушалась в магнитных полях, в тысячи раз более слабых. Поскольку такие поля (индукцией в сотые доли тесла) можно было гораздо проще получать с помощью постоянных магнитов, реализацией идеи создания сверхпроводящих магнитов никто тогда серьезно не занялся. Так прошло почти двадцать лет.
Надежды на постройку мощных сверхпроводящих магнитов возродились в начале 30-х годов, когда голландские физики Хаас и Воогд обнаружили, что сплавы свинца с висмутом сохраняют сверхпроводимость вплоть до полей с индукцией 2 Тл. Это открытие давало возможность строить сверхпроводящие магниты по крайней мере с таким же магнитным полем. Однако их так никто и не стал строить.
В истории сверхпроводящих магнитов произошло весьма драматическое событие. Преемник Оннеса, новый директор лейденской лаборатории, известный физик Кеезом решил повторить эксперимент. Он измерил критический ток сплава свинца с висмутом и нашел, что ток этот слишком мал, чтобы из этого сплава имело смысл делать проволоку для обмотки магнита. К несчастью, авторитет Кеезома в научном мире был слишком высок. Физики, узнав о его результатах, оставили надежды построить сверхпроводящие магниты и занялись другими делами.
В начале 60-х годов нашего столетия измерения на сплавах свинца с висмутом были повторены. И тогда выяснилось, что Кеезом ошибся: он сделал то, чего не имел право делать,— экстраполировал данные, полученные <![if !vml]><![endif]>им в слабых магнитных полях, на область сильных магнитных полей. Критический ток оказался вполне достаточным для того, чтобы из этих сплавов все же можно было изготовить пусть не очень сильные, но довольно экономичные магниты. Широко развернувшиеся вслед за этим поиски новых сверхпроводников привели к открытию сплавов и соединений с высокими критическими параметрами. Теперь можно было приступать к созданию проволоки, кабелей, шин из сверхпроводящих материалов. Путь к технической сверхпроводимости, к сверхпроводящим магнитам, электротехническим устройствам был открыт.