更快、更高、更强——2001年的超导研究

 在2001年,全世界的科技工作者为量子论诞生100周年和诺贝尔奖颁发100周年举行了一系列庆祝活动。在《科学美国人》杂志的一篇纪念文章中,作者列举了33项展示量子论神奇力量的重大发现,这其中有8项与超流-凝聚有关。它们是1911年超导电性的发现,1924年玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的预言,1938年超流的发现,1957年BCS超导理论的提出,1973年核磁共振成像用于医疗诊断,1980和1982年整数和分数量子霍尔效应的发现,1986年铜氧化物高温超导体的发现和1995年BEC的实现。     

对一道关于新曲线性质试题的深度学习

对一道关于新曲线性质的试题,结合学生的解答情况多方面进行分析,从试题求解、变式延伸、拓展研究三个维度实施解题教学,引领学生深度学习.     

强光一号POS等离子体源性能参数测量

以强光一号等离子体源（电缆枪）为研究对象,采用电荷收集器（法拉第杯）对强光一号等离子体源性能参数进行测量。实验结果表明：等离子体发射密度与电缆等离子体枪枪芯到枪口的距离正相关,而发射速度与电缆等离子体枪枪芯到枪口的距离负相关;增大电缆枪驱动电压时,等离子体发射密度增速远小于驱动电流增速。重复性研究表明,对由数十支电缆枪组成的等离子体源而言,单支电缆枪放电分散性对其输出等离子体整体分布均匀性影响不大。不确定度分析表明,通过多次重复实验求平均值,可以有效减小实验结果的不确定度,发射密度测量结果的合成标准不确定度在10%以内。     

同轴静电纺丝技术制备Y2O3:Eu3＋@SiO2豆角状纳米电缆与表征

采用同轴静电纺丝技术, 以氧化钇、氧化铕、正硅酸乙酯(C₈H₂₀O₄Si)、无水乙醇、PVP和DMF为原料, 成功制备出大量的Y₂O₃:Eu^3＋@SiO₂豆角状纳米电缆. 用TG-DTA, XRD, SEM, TEM和荧光光谱等分析技术对样品进行了系统地表征． 结果表明, 得到的产物为Y₂O₃:Eu^3＋@SiO₂豆角状纳米电缆, 以无定型SiO₂为壳层, 晶态Y₂O₃:Eu^3＋球为芯, 电缆直径约为200 nm, 内部球平均直径约150 nm, 壳层厚度约为25 nm, 电缆长度＞300 μm. 纳米电缆内部为球状结构, 沿着纤维长度方向有序排列, 形貌均一. Y₂O₃:Eu^3＋@SiO₂豆角状纳米电缆在246 nm紫外光激发下, 发射出Eu^3＋离子特征的波长为614 nm的明亮红光. 对其形成机理进行了初步讨论.     

Alternating-current losses in two-layer superconducting cables consisting of second-generation superconductors coated by U-shaped ferromagnetic materials

Alternating-current losses in a two-layer superconducting cable, each layer being composed of 15 closely-spaced rectangular wires made up of second-generation superconductors when the ends of wires are coated by either a non-magnetic or strong ferromagnetic material having a U profile is numerically investigated. Computations are carried out through the finite-element method. The alternating-current losses do not increase significantly if the relative permeability of the coating is increased three orders of magnitude, provided that the current amplitude is less than half of the critical current in a superconducting wire. However, the losses are much higher for ferromagnetic coating if the amplitude of the applied current oscillating at 50 Hz is close to the critical current. The ferromagnetic coating is seen to accumulate the magnetic field lines normally on its surfaces, while the field lines are parallel to the long axes of the wires, leading to more significant flux penetration in the coated regions. This facilitates a uniform low-loss current flow in the uncoated regions of the wires. In contrast, coating with a non-magnetic material gives rise to a considerably smaller current flow in the uncoated regions, whereas the low-loss flow is maintained in the coated regions. Moreover, the current flows in opposite directions in the coated and uncoated regions, where the direction in each region is converse for the two materials.     

螺旋形超导带材的直流冲击实验研究

基于超导直流电缆应用,针对第二代高温超导带材Re BCO开展了直流冲击实验。首先,通过改变冲击条件(冲击电流大小和持续时间)得到带材的耐直流冲击特性,确定可保证带材性能完好的最大冲击电流幅值(安全电流)及其相应冲击时间。随后,针对实际电缆中超导带材是以螺旋形态缠绕于支撑管上,设计实验研究超导带材螺旋角和螺旋直径对其临界电流和耐冲击特性的影响规律,发现带材所能承受的最大冲击电流幅值随冲击作用时长的增加而逐渐下降、过大的螺旋角和过小的螺旋直径均会对带材造成损伤,影响其通流能力。上述研究结果为电缆的后续设计和制造提供了必要的参考依据。     

14 T 磁共振磁体磁场位形高精度算法

介绍一种用于计算14 T MRI磁场位形的高精度方法。首先将单匝卢瑟福电缆视作一个微型线圈,以单匝电缆为基本载流单元,计算其磁场分布,再根据磁场叠加原理,求得整个MRI磁体的磁场位形。结果表明,该方法与OPERA计算结果一致。     

一道极值点偏移问题的解答与延伸

给出一道极值点偏移问题的三种解法,总结解题启示和教学反思,并对问题进行拓展延伸,得到一些新的问题.     

传输电缆对换能器阻抗特性的影响

本文通过传输线方法讨论了电缆对换能器的影响,随频率增加,电缆对换能器的影响交蛎,主要表现为,最大电导增大,串联谐振率下降,这些都是由于电缆传输系数随频率变化引起的,并且与换能器的阻抗特性有关。     

10 kV三相同轴高温超导电缆力学性能分析

针对电缆示范工程的并网实验要求,以10 kV/1 kA三相同轴高温超导电缆为研究对象,重点研究了超导电缆的弯曲力学特性。运用了有限元分析软件建立其三维模型,模拟超导电缆受到不同弯曲半径下的应力和应变分布,再结合临界电流密度,计算出临界电流。在此基础上,对电缆样件进行弯曲实验,测量出不同弯曲半径下的临界电流。研究结果表明,该力学模型可以准确得出超导电缆的临界弯曲半径,有效保障电缆运行的安全性与稳定性。