Стр. 1 - Магнитные, токовые и тепловые неустойчивости в сверхпроводниках (обзор результатов существующей теории устойчивости)

УДК 538.945

В. Р. Р о м а н о в с к и й

МАГНИТНЫЕ, ТОКОВЫЕ И ТЕПЛОВЫЕ

НЕУСТОЙЧИВОСТИ В СВЕРХПРОВОДНИКАХ

(обзор результатов существующей теории

устойчивости)

Обсуждаются основные результаты исследования условий возник-

новения неустойчивостей, которые могут разрушить сверхпрово-

дящее состояние вследствие действия возмущений различной при-

роды. Показано, что существующие теории устойчивости разви-

ваются независимо друг от друга. Кроме того, они не позволяют

корректно описать влияние на условия стабильности сверхпрово-

дящего состояния изменения теплового состояния сверпроводни-

ка, неизбежно происходящего перед возникновением магнитных или

токовых неустойчивостей.

E-mail:

vromanovskii@netscape.net

Ключевые слова

:

сверхпроводник, неустойчивость, макроскопическая электро-

динамика, температура.

Исследование макроскопических механизмов формирования устой-

чивых состояний низко- и высокотемпературных сверхпроводящих

сред, определение условий возникновения неустойчивостей различ-

ной природы представляют собой актуальные проблемы физики сверх-

проводников. Первые сверхпроводящие магнитные системы (СМС),

изготовленные из жестких сверхпроводников, показали, что сверх-

проводимость может быть разрушена преждевременно. Это связано с

тем, что токонесущие элементы СМС подвергаются воздействию воз-

мущений различной природы, обусловленных изменением электро-

магнитного, механического и теплового состояний обмотки. Влияние

возмущений на работоспособность СМС рассматривается в рамках

теории устойчивости, которая в соответствии с возмущающими фак-

торами может быть разделена на теорию магнитных неустойчивостей,

теорию токовых неустойчивостей и теорию тепловой стабилизации.

Возникновение магнитных или токовых неустойчивостей обусло-

влено тем, что критическая плотность тока

J

c

жестких сверхпровод-

ников уменьшается с ростом температуры. Поэтому при каком-либо

изменении внутри сверхпроводника магнитного поля или тока, приво-

дящем к неизбежному повышению его температуры, соответствующее

уменьшение

J

c

будет сопровождаться выделением дополнительного

количества теплоты. В свою очередь, диссипация энергии приведет к

новому повышению температуры сверхпроводника и соответствующе-

му уменьшению критического тока и т.д. При определенных условиях

подобный процесс приобретает необратимый характер и электродина-

мическое состояние сверхпроводника становится неустойчивым. Дан-

17