Юный техник 1959-04, страница 26
261,5С. Стоит сверхпроводник нагреть выше этой температуры, как он становится обычным проводником. Можно ли устранить сверхпроводимость металла, не нагревая его? Оказывается, можно. Допустим, у нас есть кусок проволоки из тантала. Охладим ее ниже критической температуры тантала — проволочка станет сверхпроводником, то есть сопротивление ее бесконечно упадет, — ток по ней будет течь без потерь. Поместим теперь нашу сверхпроводящую проволочку в катушку индуктивности. Будем постепенно увеличивать силу тока в обмотке. Напряженность магнитного поля будет также расти. В какой-то момент она достигнет некоторой критической величины, при которой сверхпроводимость проволочки исчезнет, и тантал превратится в обычный проводник. Критическая величина напряженности также неодинакова для разных металлов. Наибольшая она для ниобия — около 2 тыс. эрстед, наименьшая для кадмия — примерно 30 эрстед. Таким образом, с помощью магнитного поля можно управлять явлением сверхпроводимости. Это и используется в крио-троне. Берут два металла, которым присуще явление сверхпроводимости. Из одного изготавливается сердечник длиной 2,5 см и диаметром 2 — 3 мм. Из другого металла (с более высокой критической температурой и критической напряженностью) изготавливается тонкая проволочка, которая наматывается на сердечник, образуя управляющую обмотку. Вот и весь криотрон. Сердечник обычно изготавливается из тантала (Ткр= =—268,8°С), обмотка же из ниобия (Ткр——264,2сС). Оба элемента погружаются в жидкий гелий, температура кипения которого при атмосферном давлении равна минус 269° С, то есть ниже, чем у тантала. Пропустим ток через сердечник. Допустим, в обмотке еще тока нет — криотрон открыт. Присоединим концы ниобие- 0СН0ВН0И вой проволочки к той же батарее. Что произойдет? По нио-биевой проволочке, находящейся в состоянии сверхпроводимости, пойдет без потерь электрический ток. Ток в ниобиевой катушке создаст магнитное поле, которое мгновенно «разрушит» сверхпроводимость тан-талового сердечника. Ниобий же будет продолжать оставаться сверхпроводником, поскольку он относительно сильнее «заморожен», чем тантал. Весь ток, согласно закону Ома, потечет через ниобиевую обмотку. Амперметр покажет ноль. Выходит, что, пока тока в обмотке нет, криотрон открыт, но как только в ней возникнет ток — криотрон «запирается». А ведь почти так же работает обыкновенный триод. Только в триоде управляющую роль играет запирающее напряжение на сетке, а ток через тантал — аналогия анодного тока в электронной лампе. Правда, в триоде сила анодного тока зависит от напряжения на сетке, чего в криотроне нет. Но для вычислительных машин эта особенность электронных ламп не имеет существенного значения, поскольку большинство ламп в БВМ работает в режиме «да — нет» (лампа либо открыта, либо заперта). Счетная часть электронно-вычислительных машин работает по принципу триггера (*rl g-рег» — по-английски «защелка»), который осуществляет режим «да |
