Magneti Permanenti Superconduttivi
Gli
elementi superconduttivi ad alta temperatura di transizione realizzati in YBCO
presentano elevati valori di densità di corrente critica e possono quindi
essere utilizzati per realizzare magneti permanenti criogenici ad elevato
campo. Il processo di magnetizzazione dei corpi superconduttivi può avvenire
secondo due modalità: il raffreddamento sotto campo (Field Cooling, FC) e la
magnetizzazione impulsata (Pulsed Field Magnetization, PFM). La tecnica FC
richiede l’utilizzo di grandi elettromagneti, spesso superconduttivi, per
produrre su lunghi intervalli di tempo un campo magnetico stazionario di
elevato valore. Essa risulta quindi piuttosto dispendiosa. La tecnica PFM
invece, richiede l’utilizzo di piccoli avvolgimenti in rame alimentati
mediante impulsi di corrente. Essa è ideale per processi di magnetizzazione
“in sede” e rapidi.
Presso
il Laboratorio di Superconduttività Applicata dell’Università di Bologna
si è sviluppato un modello numerico
per l’analisi del processo di magnetizzazione impulsata di YBCO bulks
raffreddati in assenza di campo magnetico. Tale attività costituisce la
naturale continuazione dell’attività sperimentale svolta precedentemente
presso il Professor
Ohsaki Laboratory della University
of Tokyo nell’ambito di un progetto di collaborazione durante il quale
è stata condotta un estensiva campagna di misura del campo magnetico
intrappolato da anelli di YBCO sottoposti a magnetizzazione impulsata. Nelle
figura 1 è rappresentato uno schema dell’apparato sperimentale utilizzato.
|
figura
1 |
La
figura 2 mostra il confronto tra risultati numerici e i dati sperimentali
|
figura
2: Profilo della componente assiale dell’induzione magnetica
intrappolata ad 1 mm di distanza dalla superficie superiore di un anello
superconduttivo soggetto ad un impulso di campo assiale |
I risultati ottenuti per via numerica sono in buon accordo con quelli rilevati sperimentalmente per quanto riguarda il campo intrappolato nella regione posta sopra agli anelli SC, mentre una minore rispondenza si riscontra nei valori di campo intrappolato nella parte centrale dei provini. Una analisi più dettagliata del confronto tra risultati sperimentali e numerici è riportata nella sezione elettrodinamica degli elementi superconduttivi massicci