Снижение переменных потерь в круглых HTS-кабелях, достигнутое за счёт недорогой филаментизации лентовых проводников

Знание переменных (AC) потерь, возникающих в сверхпроводящем кабеле при изменении магнитного поля, имеет решающее значение при рассмотрении его применения в импульсных магнитах. В круглых кабелях на основе высокотемпературной сверхпроводимости (HTS), изготовленных из лент с покрытием (coated conductor, CC), гистерезисные потери пропорциональны ширине ленты. Эффективной мерой снижения потерь является разделение сверхпроводящего слоя на параллельные филаменты. Мы исследовали AC-потери в коротких макетах круглых кабелей, содержащих в различных компоновках два слоя по десять стандартных геликально уложенных лент. При амплитудах магнитного поля, превышающих 0,1 Т, потери не зависели от архитектуры кабеля, что согласуется с простым аналитическим предсказанием. Существенное снижение намагниченных потерь было получено в макетах кабелей из новых CC-лент с недорогим филаментированным слоем REBCO, произведённым в промышленном процессе с использованием специального 3D-паттернированного металлического субстрата. Дальнейшие исследования должны быть направлены на повышение критического тока и оптимизацию металлических слоёв, что позволит миграцию тока между филаментами без существенного увеличения потерь на сцепление.