Криостат для сверхпроводящих резонаторов

„„SU„„917638

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(ю 05 О 23/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОтнРЫТИЙ (21) 2977594/18-24 (22) 21.07.80 (46). 15.08.83, Бюл. N 30 (72) Г.И.Самойленко (71) Научно-исследовательский инсти- . тут ядерной физики при Томском ордена

Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехни," ческом институте им. C.È.Kèðîâà (53) 621.555(088.8) (54)(57) КРИОСТАТ Для СВЕРХПРОВОДЯЩИХ РЕЗОНАТОРОВ, содержащий тепло",изолированную камеру .с расположенным в ней магнитным экраном, о т л и ч а" ю.шийся тем, что, с целью расширения обласТи применения и повышения экономичности криостата, он со держит герметичную камеру с установ" ленным в ней сверхпроводящим резона" ) тором, размещенную внутри магнитного экрана и соединенную с источником хладагента.

CO

М

С5

М

9> 7638

Изобретение относится к технике низких температур и может найти применение для обеспечения работы в нулевом ма.гнитном поле сверхпроводящих

С84-систем. 5 . Известны криостаты для сверхпроводящих резонаторов, в которых нулевое магнитное поле обеспечивается экра" нами из металла с высокой магнитной проницаемостью или катушками Гельм-, 1О гольца, создающими компенсирующее магнитное поле. Однако такие устройства имеют плохие весогабаритные показатели и недостаточно надежны в работе. 15

Наиболее близким техническим решением к изобретению является криостат для сверхпроводящих резонаторов, содержащий теплоизолированную камеру, - заполняемую жидким гелием, в которой 2О расположен сверхпроводящий магнитный экран и экранируемый сверхпроводящий резонатор, причем магнитный экран вы-. полнен из сверхпроводящего материала, критическая температура которого вы- 25 ше критической температуры материала экранируемого сверхпроводящего резонатора.

При охлаждении криостата сначала переходит в сверхпроводящее состояние ЗО магнитный экран за счет того, что критическая температура материала экрана выше критической температуры материа.ла экранируемого резонатора. При переходе экрана в сверхпроводящее со35 стояние внешнее магнитное поле выталкивается из его стенок и полости и вокруг экранируемого резонатора образуется зона с нулевым магнитным полем. По мере дальнейшего понижения 4О температуры переходит з сверхпроводящее состояние и экранируемый резонатор, причем переход осуществляется в нулеирм магнитном поле, благодаря чему отсутствует:эффект замораживания 4 . поля", ухудшающий характеристики сверхпроводящих резонаторов.

Однако такой криостат имеет ряд .

: недостатков.

Для изготовления магнитного экра- на требуется применение сверхпровод; ников с высокой критической темпера-. турой (Nb>Sn, Nb3Ge, NbA I Ge и т.n. ), . обладающих весьма высокой стоимостью, 55

Кроме того, сложна технология полу" чения иэ таких сверхпроводников покрытий большой площади.

С целью дальнейшего повышения электрофизических характеристик в последнее время наметилась тенденция к изготовлению сверхпроводящих резонаторов из сверхпроводников с максимально возможной критической температурой (т.е. из тех же материалов, что и магнитный экран в криостате" прототипе), в связи с чем охлаждение . таких резонаторов в,нулевом магнйтном поле в криостате описанной конструк-. ции уже стайовится невозможным.

Целью изобретения является расширение области применения, заключающееся в обеспечении охлаждения в нулевом магнитном поле любых сверхпроводящих резонаторов вне зависимости от значения критической температуры их материала и повышении экономичности криостата эа счет снижения стоимости сверхпроводящего магнитного экрана.

Цель достигается тем, что криостат для сверхпроводящих резонаторов, содержащий теплоизолированную камеру с расположенным в ней магнитным экраном, содержит герметичную камеру с установленным в ней сверхпроводящим резонатором, размещенную внутри магнитного экрана и соединенную с источником хладагента.

На чертеже изображен предлагаемый криостат для сверхпроводящих резонаторов.в разрезе.

Криостат представляет собой теплоизолированную камеру 1, заполняемую жидким гелием 2, в которой размещают" ся магнитный экран 3, экранируемый сверхпроводящий резонатор 4 и герметичная камера 5, расположенная вокруг резонатора 4 и соединенная с источником 6 хладагента.

1 .Криостат.работает следующим образом.

Перед охлаждением криостата в герметичной камере 5 с помощью источника б создается высокий вакуум, имеющий, как. известно„ весьма низкую теплопроводность. Затем производится заливка в криостат жидкого гелия, при этом магнитный экран 3, непосредст" венно контактирующий с жидким гелием, переходит е сверхпроводящее состояwe, выталкивая иэ своей полости внешнее магнитное поле. 8 то же время резонатор 4, отделенный от жидкого гелия 2 слоем вакуумной теплоизоляции, остается в нормальном состоянии.

3 917638

Для того, чтобы перевести резонатор ным с корпусом герметичной камеры

4 в сверхпроводящее состояние, в ка-, (например, в виде тонкого покрытия ), меру 5 с помощью источника 6 произво" а откачка полости герметичной камеры дится напуск газообразного или жид- и напуск газа или жидкости в нее мо-

" кого гелия, при этом переход резона- g гут быть реализованы весьма простыми тора в сверхпроводящее состояние про", и доступными техническими средствами; исходит в нулевом магнитном поле., Техническая эффективность изобреВ предлагаемой конструкции крио- тения состоит в расширении области стата нет, в отличие от прототипа, . применения криостата за счет обеспежестких требований к материала сверх- 10 чения.охлаждения в нулевом магнитном проводящего. экрана, экран может быть поле любых сверхпроводящих резонатоизготовлен, из любого сверхпроводни-, ров, вне зависимости от значения крика с критической температурой выше тической температуры их материала, температуры жидкого гелия,(4,2 К, а также в улучшении его зкономических свинец, ниобий, сплавы свинца с оло- 5 показателей за счет возможности изговом и др.) . При этом магнитный экран товления магнитного экрана из доступ". может быть выполиен как отдельным we- ных, дешевых!и технологичных сверхментом конструкции так и с мешен- проводящих материалов.

ВНИИПИ Заказ 7977/1 . Тираж 874 Подписное филиал IlAR "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4