В ОАО «ВНИИНМ» разработаны экспериментальные конструкции Nb3Sn – стрендов с высокой плотностью тока в сильных магнитных полях (15–22 Тл) и получены модельные образцы для использования в различных областях. Группа молодых ученых института провела исследования токонесущих характеристик стрендов в Гренобльской лаборатории.
В нашей стране нет возможности проведения исследований токонесущей способности данных проводников в полях выше 15 Тл. Поэтому ВНИИНМ несколько лет подряд принимал участие в тендере, проводимом Гренобльской лабораторией высоких магнитных полей (LNCMI) два раза в год и дающем право победителю на бесплатные исследования.
Лаборатория расположена на окраине живописного французского города Гренобль, в регионе Рона – Альпы. Она располагает семью резистивными магнитами мощностью от 12 до 24 МВт с максимальным значением индукции магнитного поля в сфере 1 см3 от 6 до 35 Тл.
Каждый магнит оснащен компьютеризированным стендом для управления магнитным полем и компьютером с программным обеспечением для обработки экспериментальных данных. Следует отметить, что сама лаборатория находится на территории научного полигона, который включает в себя высокотехнологические научные лаборатории и институты, а также синхротрон, который является самым мощным источником синхротронного излучения в Европе.
Возможности синхротронного источника позволяют ученым и инженерам проводить исследования в области нанодиагностики, нанома териалов, нанобиотехнологий, а также в промышленности, особенно в фармацевтической области, нефтехимии и микроэлектронике.
Чтобы получить доступ в лабораторию, необходимо подать заявку на тендер, проводимый два раза в год. Заявка должна содержать научное обоснование работы, описание предлагаемых экспериментов, научную значимость предлагаемых исследований и упоминание в существующей литературе, обоснование необходимости использования высоких магнитных полей. При отборе заявок оценочный комитет учитывает актуальность работы, научные труды исследовательского коллектива по данной теме и опыт идентичных измерений. Молодые ученые ОАО «ВНИИНМ» дважды выигрывали тендер на бесплатное магнитное время в течение двух недель. Обязательным условием являлось указание в последующих публикациях, что измерения проводились в LNCMI. Если проводить измерения на платной основе, то час магнитного времени будет стоить около 1800 евро.
Благодаря победам в тендерах молодые сотрудники ВНИИНМ (Семен Балаев, Максим Курилкин, Максим Алексеев и Павел Лукьянов), работающие в отделении технологии и материаловедения сверхпроводящих и функциональных материалов ОАО «ВНИИНМ», проводили исследования токонесущих характеристик низкотемпературных сверхпроводников на основе соединения Nb3Sn в LNCMI.
Во время командировки сотрудники ОАО «ВНИИНМ» подготавливали образцы, зонды и стенды к контрольным испытаниям, проводили измерения критических токов Nb3Sn сверхпроводников в высоких магнитных полях. Они также осваивали аппаратно-программный комплекс по обработке сигналов, получаемых от измерительного оборудования, и методы подавления шумов в измерительных цепях, налаживали деловые связи с сотрудниками ведущей международной лаборатории и перенимали ее опыт организации рабочего процесса.
Измерения, проведенные учеными ВНИИНМ, показали, что образцы Nb3Sn сверхпроводников имеют токонесущие характеристики в высоких магнитных полях, соответствующие мировому уровню.
В последние годы разработка Nb3Sn сверхпроводников для применения в магнитных системах с высоким (более 12 Тл) полем сформировалась в отдельное направление. Высокопольные магниты находят все большее применение в различных областях науки и техники. Можно выделить три основных области применения: ЯМР для биологических и материаловедческих исследований, физика высоких энергий и термоядерный синтез.