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Hoechst Hochtemperatur-Supraleiter

30.10.1995 - (idw) Hoechst AG

95/0168 vom 31.10.95

Hochtemperatur-Supraleiter von Hoechst in "trockenen" Magnetsystemen

Hochtemperatur-Supraleiter (HTSL) von Hoechst werden jetzt erstmals in einem kommerziellen Produkt eingesetzt.

Oxford Instruments, ein führender Hersteller von supraleitenden Magnetsystemen, bestückt sein neues Cryofree? System mit HTSL-Stromzuführungen aus der Forschung von Hoechst. Die HTSL-Bauteile von Hoechst spielen bei den neuen Magneten des britischen Herstellers eine zentrale Rolle. Erst deren Einsatz ermöglicht den Verzicht auf flüssiges Helium als Kühlmittel. Für die Kühlung der Magnetspulen reicht jetzt ein elektrischer Kaltkopf aus. Bisher war es üblich, den Spulen supraleitender Elektromagnete den Strom mit Kupferkabeln zuzuleiten. Kupfer ist zwar ein ausgezeichneter elektrischer Leiter aber leider auch ein guter Warmeleiter. So wird solchen Systemen mit dem Strom auch viel Warme zugeführt, die vom flüssigen Kühlmittel Helium wieder abgeführt werden muß.

HTSL-Stromzuführungen von Hoechst, die mit einem patentierten Schmelzgusverfahren hergestellt werden, leiten die Warme etwa eintausendmal schlechter als Kupfer. Darüberhinaus sind sind sie schon bei 90 Kelvin supraleitend und damit frei von elektrischen Verlusten. Das Cryofree?-System von Oxford arbeitet daher mit zwei Temperaturstufen. Der tiefkalte Elektromagnet ist von einem Temperaturschild umgeben, der ebenfalls elektrisch auf eine Zwischentemperatur unterhalb von 90 Kelvin abgekühlt wird. Wahrend Kupferkabel den Strom für die Magnetspulen bis zu diesem Schild transportieren, leiten ihn die HTSL-Stromzuführungen weiter in das 4 Kelvin kalte Innere. Der Strom wird verlustfrei transportiert, die Warme jedoch ausgesperrt. Damit ist eine elektrische Kühlung der Magneten vollkommen ausreichend und ein Heliumbad wird entbehrlich. Die Systeme erreichen Magnetfeldstarken von bis zu 9 Tesla und sind dabei nicht nur leichter und kompakter, sondern auch wesentlich benutzerfreundlicher als die bisherigen heliumgekühlten Systeme dieser Leistungsklasse.

Es ist zu erwarten, das die "trockenen" Systeme zukünftig einen erheblichen Marktanteil erreichen werden. HTSL-Bauteile von Hoechst sind schon seit mehreren Monaten in von Siemens entwickelten Magnetsystemen erfolgreich im Einsatz. Die Systeme werden beim Berliner Elektronensynchrotron (BESSY) und am europaischen Synchrotron (ESRF) in Grenoble betrieben.

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