Étude expérimentale des sauts de flux limités dans les supraconducteurs impurs de seconde espèce : répartition de l'induction magnétique avant et après saut de flux

Abstract

central des industries électriques, 33, avenue du Général-Leclerc, 92, Fontenay-aux-Roses (Reçu le 6 octobre 1970) Résumé. 2014 Les auteurs étudient expérimentalement les instabilités magnétiques (sauts de flux) dans un cylindre massif de supraconducteur, impur de seconde espèce. En prenant pour la densité de courant critique une fonction quelconque j(B, T) de l'induction magnétique et de la température, ils déterminent théoriquement le champ électrique qui apparaît en tout point du cylindre supraconducteur lorsque celui-ci est placé dans un champ magnétique extérieur parallèle aux génératrices du cylindre et croissant lentement avec le temps. Ils montrent que les expressions obtenues permettent d'atteindre, à partir des valeurs expérimentales du champ électrique, la densité de courant critique et la répartition de l'induction magnétique dans le supraconducteur après un saut de flux. Des expériences ont été réalisées sur un barreau de Nb-40 % Ti baignant dans l'hélium liquide (2 K ~ T0 ~ 4,2 K) ou dans l'hélium gazeux à faible pression (4,2 K ~ T0 ~ 6 K). Les profils d'induction après saut de flux mettent en évidence l'importance de l'échange thermique entre le supraconducteur et le milieu extérieur. Les expériences permettent d'autre part de déterminer le seuil de déclenchement des premiers sauts de flux Hfj et la répartition de la température maximale atteinte en tout point du cylindre au cours d'un saut de flux limité. Les résultats obtenus sont comparés aux diverses prévisions théoriques proposées jusqu'à présent. Abstract. 2014 The magnetic instabilities (flux jumps) have been studied experimentally in a solid cylinder made of a dirty type II superconductor. The critical current density being assumed any sort of function j(B, T) of the magnetic induction B and of the temperature T, a theoretical calculation is made of the electrical field at each point of the superconducting cylinder, when it is subjected to a slowly increasing external magnetic field parallel to the axis of the cylinder. It is shown that the equations obtained make it possible to obtain from the expérimental electrical field values the magnetic induction distribution in the superconductor after a flux jump, as well as the critical current density. The experiments were carried out on a cylinder of Nb-40 % Ti immersed in liquid helium (2 K ~ T0 ~ 4.2 K) or in helium gas under weak pressure (4.2 K ~ T0 ~ 6 K). The resultant distributions of magnetic induction following a flux jump prove the importance of the heat transfer between the superconductor and the bath. In addition, the experiments allow the determination of the magnetic field value where the first flux jump Hfj occurs and the distribution of the maximum temperature reached at each point on the cylinder during a limited flux jump. The results obtained are compared with the various theories previously proposed.

Applied Superconductivity, Metallurgy, and Physics of Titanium Alloys

“…[Fou70], [Boy7l], [NOE71], which was developed independently of those of the other workers listed in Table 16-2, was also suitable for the study offluxjumping. In it, a steadily increasing field was applied to a sample in the presence of a bias field, and information obtained from the amplified output of a pickup coil made it possible to determine both lc and the magnetic-induction distribution.…”

“…%) leads to HfJ = 4.2 kOe, which must, under the circumstances, be regarded as being in quite good agreement with experiment. NOEL et al [NOE71], [BoY71] studied flux jumping in solid cylinders of Ti-60Nb in the presence of a slowly increasing external field, and, without presupposing a particular functional form for JAB, T), have developed equations that permit the determination of the internal magnetic induction distribution, B., after a flux jump as well as the critical current density.…”

Les effets de diffusion dans les instabilités magnétiques des supraconducteurs de seconde espèce

“…Le phénomène de propagation longitudinale d'une zone normale dans le fil constituant une bobine, même s'il a pour origine une instabilité magnétique, est en dehors de notre sujet. Pour la définition des grandeurs que nous emploierons, nous nous référerons par exemple à [1]. 1.…”

“…Pour la définition des grandeurs que nous emploierons, nous nous référerons par exemple à [1]. 1. Description du phénomène de saut de flux.…”