El niobio-titanio ( Nb-Ti ) es una aleación de niobio y titanio , utilizada industrialmente como alambre superconductor de tipo II para imanes superconductores , normalmente como fibras de Nb-Ti en una matriz de aluminio o cobre.
Su temperatura crítica es de unos 10 kelvin . [1]
El alto campo magnético crítico y la alta densidad de supercorriente crítica del Nb-Ti fueron descubiertos en 1962 en Atomics International por T. G. Berlincourt y R. R. Hake. [2] [3] Las aleaciones de Nb-Ti se destacan por su fácil trabajabilidad y asequibilidad, lo que las distingue de otros materiales superconductores.
Las aleaciones de Nb-Ti tienen un campo magnético crítico máximo de aproximadamente 15 teslas y, por tanto, son adecuadas para fabricar superimanes capaces de generar campos magnéticos de hasta aproximadamente 10 teslas. Para campos magnéticos más fuertes, se suelen utilizar superconductores de mayor rendimiento, como el niobio-estaño , pero son más difíciles de fabricar y más caros de producir.
El mercado mundial de la superconductividad estaba valorado en alrededor de cinco mil millones de euros en 2014. [4] Los sistemas de imágenes por resonancia magnética (MRI), la mayoría de los cuales utilizan Nb-Ti, representaron alrededor del 80% del valor total del mercado.
Una cámara de burbujas en el Laboratorio Nacional Argonne tiene un imán de Nb-Ti de 4,8 metros de diámetro, que produce un campo magnético de 1,8 tesla. [5]
Se utilizaron alrededor de 1.000 imanes Nb-Ti SC en el anillo principal de 4 millas de largo del acelerador Tevatron en Fermilab . [6] Los imanes estaban enrollados con 50 toneladas de cables de cobre, que contenían 17 toneladas de filamentos de Nb-Ti. [7] Operan a 4,5 K y generan campos de hasta 4,5 T.
1999: El Colisionador Relativista de Iones Pesados utiliza 1.740 imanes Nb-Ti SC 3,45 T para doblar vigas en su doble anillo de almacenamiento de 3,8 km. [8]
En el acelerador de partículas del Gran Colisionador de Hadrones , los imanes contienen 1.200 toneladas de cable de Nb-Ti [9] , de las cuales 470 toneladas son de Nb-Ti [10] y el resto de cobre, y están enfriados a 1,9 K para permitir el funcionamiento seguro. de campos de hasta 8,3 T.
Se construyeron bobinas magnéticas superconductoras de niobio-titanio (refrigeradas con helio líquido) para ser utilizadas en la misión del espectrómetro magnético Alfa en la Estación Espacial Internacional . Posteriormente fueron reemplazados por imanes no superconductores.
El reactor de fusión experimental ITER utiliza niobio-titanio para sus bobinas de campo poloidal. En 2008, una bobina de prueba logró un funcionamiento estable a 52 kA y 6,4 T. [11]
El estelarador Wendelstein 7-X utiliza Nb-Ti para sus imanes, que se enfrían a 4 K para crear un campo de 3 T.
El SCMaglev utiliza Nb-Ti para los imanes a bordo de los trenes. Un tren que utiliza esta tecnología posee actualmente el récord mundial de velocidad de 603 km/h. Se desplegará para el Chūō Shinkansen , proporcionando servicio de pasajeros entre Tokio , Nagoya y Osaka a una velocidad operativa máxima prevista de 505 km/h. La construcción del segmento Tokio-Nagoya está en marcha, con una fecha de apertura prevista para 2027. [12]
La bobina de prueba logra un funcionamiento estable a 52 kA y 6,4 Tesla.
