7 / 22
Защита людей и космических аппаратов в космосе
Инженерный журнал: наука и инновации
# 5·2016 7
Рис. 3.
Коаксиальный тороид — маг-
нитный экран в разрезе:
1
— траектория отражаемой частицы;
2
—
внешняя оболочка;
3
— внутренняя обо-
лочка с обитаемым отсеком
Идеальной, полностью замкнутой формой для магнитного поля
является коаксиальный тороид. Ток течет по сверхпроводящей поверх-
ности, выполненной из сверхпроводника Nb
3
Sn. Его типичные рабочие
характеристики: плотность критического тока
j
кр
= 1000 А/мм
2
в поле
В
= 10 Тл при
Т
= 4,2 K. Ток может протекать как в до л ь ко-
аксиальной линии, так и поп ер е к.
С точки зрения массорасхода сверхпроводящего материала для
создания поля нужной индукции обе схемы эквивалентны, однако
магнитное поле ведет себя по-разному.
В первом случае поле внутри тороида полностью самокомпен-
сируется (рис. 4).
Рис. 4.
Тороидальный полый кабель
(ток течет по кольцу тороида)
Однако остается внешнее поле, которое грозит разорвать тороид
под влиянием гигантских сил. Кроме того, внутрь тороида будет
проникать очень сильное (
В
= 0,1…1,0 Тл) нескомпенсированное
поле от тока кольца (так как это не линейный коаксиальный кабель).
В связи с этим и внешнее поле приходится компенсировать по схеме
«тороидального полого кабеля» (см. рис. 3).
Во втором случае магнитное поле концентрируется исключи-
тельно внутри «тороидального соленоида» (рис. 5), что неприемлемо
для экипажа. Для компенсации этого поля также приходится вводить
второй, внешний «тороидальный соленоид» (см. рис. 3). В любом
случае результат одинаков: в зазоре между поверхностями торои-
дального соленоида создается поле, достаточное для отклонения про-
тонов.