Die Auswirkungen der schnellen Neutronenbestrahlung auf die supraleitenden Eigenschaften von REBCO-beschichteten Leitern mit und ohne künstliche Pinning-Zentren

Supraleiter sind wesentliche Komponenten zukünftiger Fusionskraftwerke. Die Magnetwicklungen, die für die Erzeugung des erforderlichen Feldes zur Einklemmung des Fusionsplasmas verantwortlich sind, sind erheblichen Neutronenstrahlungen ausgesetzt. Dies macht Bestrahlungsstudien notwendig, um die Strahlungsreaktion des Supraleiters zu verstehen. Hochtemperatur-Supraleiter sind vielversprechende Kandidaten als Materialien für Magnetwicklungen. YBCO- und GdBCO-Bänder mehrerer Hersteller wurden im Forschungsreaktor am Atominstitut mit schnellen Neutronenflussdichten von bis zu 3,910 22 m -2 bestrahlt. Niedrigenergie-Neutronen tragen zum Spektrum des Fissionsreaktors bei, jedoch nicht zum erwarteten Spektrum bei den Fusionsmagneten. Niedrigenergie-Neutronen müssen in Bestrahlungsexperimenten abgeschirmt werden, um ihre erheblichen Auswirkungen auf die supraleitenden Eigenschaften von Bändern, die Gadolinium enthalten, zu vermeiden. Der kritische Strom (I c ) der in dieser Studie untersuchten Bänder wurde bei Feldern von bis zu 15 T und bei Temperaturen bis zu 30 K untersucht. I c steigt zunächst bei der Bestrahlung an und erreicht ein Maximum bei einer bestimmten Flussdichte, die stark von der Temperatur abhängt und bei niedrigen Temperaturen am höchsten ist. I c nimmt bei hohen Flussdichten ab und verschlechtert sich letztendlich im Vergleich zu seinem Anfangswert. Bänder mit künstlichen Pinning-Zentren (APCs) verschlechtern sich bei niedrigeren Flussdichten als Bänder ohne diese. Die n-Werte nehmen nach der Bestrahlung in allen Bandtypen ab, selbst wenn die kritischen Ströme erhöht sind. Die Feldabhängigkeit der Volumen-Pinning-Kraft unterscheidet sich in ursprünglichen Bändern mit und ohne APCs, zeigt aber nach der Bestrahlung dasselbe Verhalten.