Com
uma taxa de resistência residual superior a 250, o nióbio de alta pureza é
adequado para aceleradores supercondutores usados para acelerar partículas
carregadas como elétrons, pósitrons, prótons e átomos ionizados.
A empresa ULVAC
anuncia que desenvolveu nióbio de alta pureza para aceleradores de partículas supercondutores
e vai começar a vender o material.
Há uma grande expectativa no uso de aceleradores de partículas
supercondutores em uma ampla variedade de áreas, incluindo física de
partículas, análise de estruturas de proteínas e separação e transmutação de
resíduos altamente radioativos. Aceleradores supercondutores são usados para
acelerar partículas carregadas (elétrons, pósitrons, prótons e átomos
ionizados).
O nióbio (Nb), que
se torna supercondutor à temperatura mais alta (9,25
K) entre os metais puros, é usado como material em cavidades de aceleração. O
nióbio para uso nestas cavidades deve ter uma taxa de resistência residual (RRR)
superior a 250. A taxa de resistência residual é um índice da pureza do
material que é calculado pela razão entre a resistividade elétrica à
temperatura ambiente e a resistividade elétrica acima da temperatura de
transição supercondutora (Tc). Quanto maior a taxa, maior será a sua
pureza.
Para aumentar a
pureza do nióbio, a ULVAC otimizou várias
condições como a seleção de matérias-primas, o grau do vácuo e a velocidade de
fusão, produzindo com sucesso lingotes de nióbio com uma RRR superior a 250.
As características do produto são:
1) Lingotes de nióbio de alta pureza com uma RRR superior a 250
2) Material com um gradiente de campo elétrico de 41 MV/m
3) Produção integrada de placas, barras e tubos de lingotes de
nióbio
4) Tubos sem solda e outros produtos processados também
estão disponíveis
Atualmente, cavidades
de aceleração são fabricadas com placas de nióbio moldadas em prensa na forma
de taça e as peças são soldadas por feixes de elétrons. Há preocupação com a
diminuição do rendimento resultante de defeitos da solda, bem como um
declínio no desempenho causado por grânulos de solda dentro das cavidades.
Para resolver esses problemas, pesquisas estão em desenvolvimento na produção
de cavidades de aceleração sem solda.
A fabricação de tubos sem solda usa um método de
moldagem que coloca o material em forma de tubo num molde de metal dentro de um
dispositivo selado e impõe alta pressão sobre o líquido injetado no interior do
tubo para inflar o material na forma do molde. Essa técnica deve reduzir de
forma significativa a necessidade de soldagem, aumentando assim o rendimento e evitando
a redução na capacidade de aceleração.
Fonte: http://news.thomasnet.com/fullstory/niobium-material-targets-superconducting-accelerators-20046572
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