Tentin tekstisisältö

DEE-54011 — Suprajohtavuus

Tentti 1.3.2017 Risto Mikkonen

 

Oman ohjelmoitavan laskimen käyttö sallittu.

(Vastaa lyhyesti seuraaviin kysymyksiin:

a) Toisen lajin suprajohteen sekatila.

b) Cooperin parien muodostuminen.

c) Alla on esitetty LTS-suprajohteen poikkileikkaus. Missä sovelluskohteessa kyseinen
lankatyyppi on sovelias ja miksi?

A) Vaihtovirtakaapeli C) Tuulivoimalan generaattori
B) Hiukkaskiihdytin D) MRI-magneetti

 

2. Osoita suprajohteille ominaisen potenssilain avulla, että LTS-materiaalissa ei juurikaan
tapahdu tehohäviöitä alikriittisillä virroilla, mutta HTS-materiaalissa ko. häviöt on
otettava huomioon. Olet tehnyt ekvivalenttiset SMES-solenoidit NbTi/Cu ja Bi-2223/Ag
suprajohteista. Missä kohtaa solenoideja sijaitsee todennäköisin kohta normaalialueen
syntymiselle ja miksi?

X Mitä ymmärretään kryogeenisella stabiilisuudella? Mikäli pyritään kryogeenisesti stabii-

| liin käämirakenteeseen, mitä se tarkoittaa suprajohtavuuden tuomien etuisuuksien
näkökulmasta? Käytetäänkö kryogeenisesti stabiilia johdinta mielummin MRI-laitteistos-
sa vai CERNin LHC -hiukkaskiihdyttimessä? Miksi?

KÄÄNNÄ!

 
A)

8)
C)

Useimmat suprajohtavuuden energiasovellutuksista ovat vaihtovirtasovellutuksia.
Minkä tyyppisiä AC-häviöitä suprajohtimessa voi syntyä ja miten näitä häviöitä pyritään
pienentämään? Tee edelleen lyhyesti selkoa kahdesta suprajohtavuuden sovellu-
tuksesta: SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage) ja induktiokuumennin.

Vastaa lyhyesti:

Mitä tarkoitetaan käsitteillä pinning-keskus ja vuon ryömintä ja miten ne kytkeytyvät
toisiinsa?

Esitä ja kommentoi heliumin faasidiagrammia.

Mitä tarkoittaa termi guench-back?