Исследователи из Пекинского университета науки и технологий и Университета Хоккайдо проверили радиационную стойкость сверхпроводников Bi-2212 и Nb3Al. Оба материала рассматриваются как потенциальные кандидаты для создания мощных магнитов, необходимых для удержания плазмы в будущих термоядерных установках.
Главной особенностью эксперимента стало прямое сравнение материалов в одинаковых условиях. Тонкие образцы сверхпроводящих проводов при комнатной температуре облучали электронами с энергией 1250 кэВ, одновременно наблюдая изменения их структуры при помощи электронного микроскопа.
Разница оказалась существенной. Первые заметные повреждения Bi-2212 появились примерно через 25 минут, а спустя 50 минут его слоистая кристаллическая структура полностью исчезла — материал перешел в аморфное состояние. Nb3Al, напротив, сохранил кристаллическую структуру даже после 90 минут облучения.
Ученые предполагают, что уязвимость Bi-2212 может быть связана с его сложной слоистой структурой и сравнительно легко смещающимися атомами кислорода. Однако результаты пока не означают, что Nb3Al автоматически является лучшим материалом для термоядерных реакторов.
Реальные магниты будут работать при крайне низких температурах и подвергаться прежде всего нейтронному излучению, тогда как эксперимент проводился при комнатной температуре с электронами. Поэтому следующим этапом должны стать испытания в условиях, более близких к будущим термоядерным установкам, а также проверка того, как структурные повреждения влияют непосредственно на сверхпроводящие свойства материалов.
