ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ

Давно прошло то время, когда изучение сверхпроводимости было предметом теоретических исследований и проводилось лишь в немногих лабораториях. Теперь это замечательное явление помогает решать важнейшую задачу, стоящую перед человечеством,— создание неисчерпаемых источников энергии. Производство электроэнергии в странах с развитой промышленностью удваивается в среднем за 10 лет. Однако гидроресурсы, запасы нефти, газа и угля конечны и могут оказаться исчерпанными. Поэтому ведутся активные поиски новых методов получения энергии, способных устранить или отодвинуть в далекое будущее угрозу энергетического голода. К их числу относится управляемый термоядерный синтез и преобразование энергии с помощью магнитогидродинамических генераторов.

Для термоядерных и МГД-установок нужны сильные магнитные поля (как постоянные, так и меняющиеся во времени) в больших объемах, источником которых могут служить сверхпроводящие магнитные системы. Например, в Лос-Аламосской национальной лаборатории США сооружается импульсный термоядерный реактор, магнитная система которого будет питаться от сверхпроводящего индуктивного накопителя энергии. Разряд накопителя, продолжающийся две тысячных доли секунды, должен происходить без разрушения сверхпроводимости в обмотках накопителя и при низком уровне тепловых потерь, так как для компенсации тепловыделения необходимо на каждые 1000 Вт потерь подавать на вход рефрижераторной системы мощность 1 МВт, т. е. в тысячу раз больше.

Сверхпроводящие материалы с малыми потерями нужны для электрических машин, линий электропередач, магнитных систем циклических ускорителей заряженных частиц и других устройств, возможности развития которых традиционным путем исчерпаны или скоро будут исчерпаны. Например, современные турбоэлектрогенераторы достигли предельных веса и размеров, допускаемых конструкцией обрабатывающих станков, грузоподъемностью транспортных средств, размерами отливок и поковок. Увеличения их единичной установочной мощности при одновременном снижении веса удастся, по-видимому, добиться при использовании сверхпроводящих обмоток, создающих сильные магнитные поля. Использование сверхпроводящих отклоняющих и фокусирующих магнитов в ускорителях позволит в три-четыре раза увеличить предельную энергию частиц благодаря увеличению напряженности магнитного поля и резко снизить затраты на эксплуатацию путем экономии электроэнергии.

Над созданием сверхпроводящих материалов с малыми потерями интенсивно работают ученые многих стран. В последние годы в этой области наблюдается значительный прогресс. Совместными усилиями физиков, металловедов, металлургов, специалистов по обработке металлов на основе большого количества теоретических и экспериментальных исследований разработаны и освоены в промышленном производстве композитные проводники, состоящие из множества тончайших нитей сверхпроводника, запрессованных в матрицу — медную, алюминиевую, многокомпонентную, из термореактивных смол и пр.

Результаты этих исследований впервые систематизированы в книге Брехны. Автор использовал весьма обширный материал, содержащийся в периодических изданиях, технических отчетах лабораторий и других источниках, не всегда доступных широкому кругу читателей. Г. Брехна — крупный специалист по магнитным системам ускорителей. В последние годы он внес существенный вклад в расчет и создание сверхпроводящих магнитов для ускорителей. Интересы автора определили выбор материала. В книге последовательно изложены в виде, пригодном для практического использования, методы расчета магнитных полей катушек произвольной конфигурации, в том числе с помощью ЭВМ, расчеты диполей и мультиполей с ферромагнитным экраном и без него. Стержневой, на наш взгляд, является четвертая глава, где описаны и проанализированы сложные процессы, протекающие в многожильных композитных проводниках в изменяющемся магнитном поле, и приведены простые формулы для расчета потерь на гистерезис и вихревые токи.

Очень важными представляются описание последних достижений в области технологии изготовления замоноличенных сверхпроводящих обмоток и анализ возможных причин, деградации тока в них.

Книга удачно дополнена изложением основ криогенной техники и общими сведениями из теории сверхпроводимости, данными о важнейших сверхпроводниках.

Автор приводит результаты сравнительных экономических расчетов, которые показывают преимущества сверхпроводящих магнитов по сравнению с обычными магнитами, детально описывает крупнейшие действующие сверхпроводящие магнитные системы.

Монография Брехны представит большой интерес для специалистов по прикладной сверхпроводимости и криогенной технике, а также будет полезна всем, кто начинает работать в этих областях.

Перевод выполнен Ю. А. Башкировым (гл. 1, 3), И. В. Матвеевым (гл. 2, 6), Г. Б. Кургановым (гл. 5, 7), Я. И. Русиновым (гл. 4).

В. Карасик

Назад, на страницу описания