超导导体外面是一层方形不锈钢护套。
护套里面,八百六十四根铌三锡超导丝被绞成六级电缆。
细丝之间留有空隙。
液氦从空隙中流过,将整根导体保持在四点二开尔文。
十四米外的弯曲段,外观尺寸没有明显异常。
超声检测却发现,护套内部轮廓已经向内凹陷一点七毫米。
凹陷压缩了超导丝束。
原本供液氦流动的空隙被堵掉近一半。
“外壳为什么会凹?”
秦岳问道。
这段导体安装后从未受到外部撞击。
周野调取九号线圈过去六年的运行记录。
每次线圈通电,数十特斯拉磁场都会产生巨大电磁力。
导体在支撑槽内发生极其微小的位移。
单次不到两微米。
一万多次电流升降后,弯曲段旁边一只支撑楔块磨损了零点四毫米。
导体因此失去均匀支撑。
电磁力反复挤压同一位置,最终让护套缓慢塌陷。
液氦流量下降。
冷却余量从一点九开尔文降到零点四开尔文。
上一次实验提高磁场时,导体微小摩擦产生的热量超过冷却能力。
超导状态首先在弯曲段消失。
失超区域沿线圈传播。
最终在十四米外温度最高的位置烧毁导体。
故障链再次完整。
只切掉烧毁区域没有用。
弯曲段冷却堵塞不解决,新导体迟早还会失超。
维修方案增加一项。
拆除磨损支撑楔块。
对凹陷护套进行局部恢复。
并在支撑槽中增加能够测量微位移的光纤垫片。
线圈每次通电时移动多少,今后都可以直接监测。
液氦流量修复后恢复到设计值的百分之九十九点二。
接下来,是更困难的导体接续。
研究中心仓库里保存着一段十一点六米长的原型超导导体。
它与九号线圈属于同一批材料。
当年因为护套弯曲半径加工错误,无法装入正式线圈。
内部超导丝没有通电使用过。
但铌三锡材料在高温反应成形后非常脆。
它不像铜线,弯过以后还能重新拉直。
铌三锡超导层只要承受超过限值的拉伸应变,晶体内部就会出现微裂纹。
这些裂纹在室温电阻检测中未必能够发现。
等线圈降到四点二开尔文、进入强磁场后,载流能力才会突然下降。
因此原型导体重新使用前,不仅要检查几何尺寸,还要确认每一级绞线都没有经历二次强制弯曲。
不能像普通铜线一样掰直再弯曲。
否则肉眼看不见的细丝会成片断裂。
周野将手放在原型导体上。
【检测到同源报废超导导体】
【超导丝完整率:98.9%】
【护套几何状态:不匹配】
【目标零件:九号线圈替换导体】
【目标长度:3.26米】
【目标超导丝数量:864根】
【本次重构需消耗点】
【是否执行】
“执行。”
原型导体错误弯曲区域逐渐分离。
内部八百六十四根超导丝保持原有绞合顺序,重新排列成符合九号线圈曲率的电缆。
外层不锈钢护套重新闭合。
中央液氦流道与细丝间隙同步恢复。
【替换导体重构完成】
【超导丝连续完整率:99.8%】
【护套轮廓误差:0.07毫米】
【液氦有效流通面积:98.6%】
【当前重构点:】
重构导体两端各保留一段见证样品。
样品进入低温强磁场测试装置。
在十二特斯拉磁场和四点二开尔文环境下,临界电流达到设计值的百分之一百零一点三。
经过十次应变循环后,载流能力没有明显下降。
只有这组数据通过,替换导体才被允许进入九号线圈。
替换导体本身有了。
两端接头才是真正难点。
八百六十四根超导丝必须按照原来的六级绞合结构逐束拆开。
再与新导体中对应细丝连接。
不能少一根。
不能交叉一束。
每个接头完成后,整体电阻必须低于一点零纳欧。
也就是十亿分之一欧姆。
陈大川盯着这个数字。
“这点电阻也能出问题?”
林浩在计算器上输入六万八千安培。
“电流的平方乘以电阻,就是发热功率。”
“一点零纳欧看起来几乎是零。”
“乘上六万八千安培的平方,每个接头仍会产生四点六瓦热量。”
四点六瓦在普通房间里微不足道。
在四点二开尔文低温环境中,却需要大量制冷能力才能带走。
如果接头电阻增加到十纳欧,热量就会变成四十多瓦。
足以让附近超导材料再次失超。
“所以人类点亮一亿度太阳以前。”
梁师傅看着那束比头发还细的超导丝。
“得先把世界上最冷的线,老老实实接好。”