سرانجام قطارمغناطیسی در ایران به کجا ختم شده؟

تمامی اخبار مربوط به پروژه قطار مغناطیسی را به ترتیب تاریخ قرار داده شده:

1.        مشهد، ایرنا،‪٢٦/٠١/٨٦

تفاهمنامه پروژه قطار سریع‌السیر مشهد- تهران، شنبه شب در پایان جلسه شورای اداری این استان با حضور "پرویز داوودی" معاون اول رییس جمهوری در محل نمایشگاه بین‌المللی مشهد، منعقد شد.

استاندار خراسان رضوی در مراسم انعقاد این تفاهم نامه‌ها در سخنانی گفت:تفاهمنامه پروژه قطار سریع‌السیر مشهد تهران بین نمایندگان شرکت "شلگل" آلمان و وزارت راه و ترابری منعقد شد.
"محمدجواد محمدی زاده" افزود: برای اجرای پروژه یاد شده، ریلی تحت عنوان "مگ لیز" که همان حرکت معناطیسی ریل است، به کار گرفته می‌شود.

وی گفت: با اجرای این پروژه، قطار با سرعت 500 کیلومتر در ساعت مسیر مشهد به تهران را ظرف مدت 2/5 تا 3 ساعت می‌پیماید و میزان سرمایه گذاری در اجرای آن شش میلیارد و هفتصد میلیون یورو با روش BOS است. وی اضافه کرد:باز پرداخت این سرمایه گذاری حداقل 15 و حداکثر 25 ساله است و پیش‌بینی می‌شود با اجرای این پروژه، قطار سریع‌السیر مشهد تهران قابلیت جابجایی 10 میلیون مسافر را در سال داشته باشد.

2.       خبرآنلاین

زمان انتشار ۱۹:۲۴   ۱۳۸۸/۳/۱۰

حرف و‌حدیث‌های قطار ۱۲‌میلیارد یورویی تهران- مشهد

صنعت - با وجود ادعای مسوولان طرح ایجاد قطار مغناطیسی تهران - مشهد همچنان در دست‌انداز قرار دارد.

دی‌بوراید‌ منیزیم(MgB2)

در اوایل سال 2001 گروه آکیمیتسو[1] در ژاپن کشف کردند که همگذاری کردن ترکیب دی‌بوراید منیزیم مدت‌ها پیش از این غیر قابل درک بوده، ابررسانای 40 درجه کلوین است. پس از آن کشف، مرکز تحقیقات فناوری فوق پیشرفته امریکا[2] شروع به ساخت سیمی از این ترکیب کرده به طوری که بالاترین راندمان و کم‌ترین هزینه را داشته باشد. این مواد اساسا در دماهای کمتر از 25 درجه کلوین به کار می‌روند. بالاتر از حدود 25 کلوین نه چگالی جریان و نه مانع میدان بحرانی بالایی در استفاده از MgB₂  وجود دارد. این سیم می‌تواند یک رقیب واقعی برای سیم‌های مبتنی برLTS یا BSCCO که در کاربردهای دما پایین(25 کلوین) استفاده می‌شود شود. خصوصیت دیگر آن اینکه حالت گذرا نسبتا تند به نظر می‌رسد که بیشتر شبیه LTS است تا HTS. بنابراین ویژگی‌های برجسته و حالت ماندگار در مگنت‌ها، MgB₂ را پتانسیلی برای ساخت مگنت‌ ابررسانا درNMR یا MRI  امکانپذیر ساخت. یکی دیگر از خصوصیات MgB₂ این است که هزینه‌ی مواد خام هر دو آنها یعنی بور(B)و منیزیم(Mg) پایین هستند و انتظار می‌رود ابررسانا تجاری چندین بار کمتر از ابررسانای بر پایه نیبیوم[3] باشد. مرکز تحقیقات فناوری فوق پیشرفته امریکا فرآیند CTFF[4]برای ساخت پودر بر مبنای متالوژی (روش متالوژی پودر) سیم ابررسانای دی‌بوراید‌ منیزیم توسعه و به ثبت رسانیده.

---

[1] Akimitsu

[2] Hyper Tech Research (USA)

[3] Nb-based

[4] Continuous Tube Forming and Filling

ابررساناهای با پوشش YBCO – 123

در راستای افزایش تولید سیم نسل اول بسیاری از تولید کنندگان نیز به دنبال توسعه نسل دوم مواد HTS که بر مبنای فیلم‌های نازک اکسید مس ایتریم باریوم[1] YBa₂ Cu ₃O ₇یا YBCO – 123. از آنجا که مشخصه مواد BSCCO-2223 بر مبنای مواد HTS است سیم‌های نسل اول زمانی که نیاز به میدان مغناطیسی بیشتر از 2 تسلا بود محدود به درجه حرارت‌های کمتر از 40 درجه کلوین می‌شدند. عملکرد نسبی سیم‌های نوعی نسل اول(BSCCO - 2223) و نسل دوم (YBCO coated) در شکل زیر در دمای77 درجه کلوین مقایسه شده است.

مقایسه عملکرد بین سیم‌های نسل اول و دوم معمول.

همانطور که مشهود است سیم نسل دوم چگالی جریان بحرانی‌اش(J_c)در میدان مغناطیسی بسیار بالاتری از سیم نسل اول است. سیم نسل دوم دارای معماری قابل توجه و متفاوتی نسبت به سیم نسل اول است. بر خلاف سیم نسل اول، در سیم نسل دوم از فلزات نجیب مانند نقره استفاده نشده است، که هنوز مانع اصلی برای رسیدن به سیم نسل اول با هزینه پایین است. مزایای اصلی سیم‌های نسل دوم عبارتند از: پتانسیل برای کاهش هزینه تا 2 الی 3 برابر به دلیل جریان بحرانی بالاتر(I_c)، توان عملیاتی بالاتر، و هزینه ساخت کمتری توسط اتوماسیون است. هزینه و قابلیت استفاده در مسیرهای طولانی با راندمان بالا، دو شرط کلیدی برای سود‌دهی تجاری سیم‌های نسل دوم در نظر گرفته شده بود. همچنین به عنوان جایگزینی فرم مناسب تابع برای سیم نسل اول، سیم نسل دوم ممکن است نیازمند مهندسی مجدد حداقل در کاربردهایی که تاکنون در سیم نسل اول توسعه پیدا کرده‌اند و تجاری شده‌‌اند داشته باشد. سیم نسل دوم با ظرفیت توان بیشترش انتظار می‌رفت گزینه‌های پیکربندی در دسترس را توسط طراحان تجهیزات برق گسترش دهد. در حالی که بسیاری از تولید کنندگان دیگر در حال توسعه ابررساناها نسل دوم در سراسر جهان بودند،‌ دو تکنولوژی، MOD/RABiTS توسط AMSC وIBAD – MgO توسط سوپر پاور[2] اقتباس شد. که این دو توسعه یافته‌ترین و رایج‌ترین فرآیندهای تولید مورد استفاده هستند. سبک معماری نمونه سیم نسل دوم YBCO در شکل زیر آورده شده است.

ساختار سیم ابررسانای نسل دوم شرکت امریکن‌سوپرکانداکتور.

---

[1] yttrium barium copper oxide

[2] SuperPower

ابررسانای BSCCO-2223 OPIT

      ابررسانای دما بالایBSCCO-2223 دارای دمای بحرانی حدود 110کلوین است که حدود20 کلوین بیشتر از BSCCO-2212است. روشOPIT [1]برای ساخت ابررسانای انعطاف‌پذیر چند رشته‌ای مرکب توسط بسیاری از سازنده‌ها مورد استفاده قرار گرفته است که سیم نسل اول(1G)[2] نامیده می‌شود. پروسه ساخت OPIT در تولید صنعتی با موفقیت اجرا شد و نوار ممتدد که به طول چند صد متر بدست آمد که همزمان قیمت و ظرفیت نوار را بهبود بخشید. این نوارهای HTS نسل اول یک واقعیت تجاری بود و توانایی عملکرد الکتریکی، مکانیکی وحرارتی موجب استفاده آنها در ماشین‌های الکتریکی، کابل‌های فشارقوی ودیگر کاربردها شد. اگرچه هنوز کمترین قیمت این مواد در سال 2005 تقریبا 100 دلار به ازای هر کیلوآمپرمتر بود در صورتی که اعتقاد داشتند قیمت مورد نظر 10 دلار به ازای هر کیلوآمپرمتر برای استفاده صنعت جهانی باشد. شرکت سومیتومو(SEI)[3] قیمت20 دلار به ازای هر کیلوآمپرمتر را آنسوی 2011 پیش بینی کرده‌اند(براساس اخبار عمومی آنها که در سال2006 منتشر شده بود).

---

[1] Oxide-Powder-in-tube

[2] First-Generation

[3] Sumitomo Electric Industries

ابررسانای BSCCO-2212

BSCCO-2212        دارای دمای بحرانی در حدود 90 کلوین و به دلیل خاصیت میدان مغناطیسی بزرگ آن در رنج دمایی بین 4.2 و 20 کلوین مورد توجه است. این ماده دارای ظرفیت هدایت جریان بسیار کوچک در یک میدان مغناطیسی در دمای 77 کلوین است. آن اولین ماده HTS بود که برای ساخت سیمهای ابررسانا استفاده شد و بسیار پرکاربرد است. BSCCO-2212 در فرم، سیم با مقطع دایره‌ای، نوار مسطح، میله ریختگری شده[1] و بلوک‌ها و در اشکال و ابعاد مختلف دیگری می‌تواند ساخته شود. قابلیت آن در ذوب شدن و تبلور مجدد، انعطاف پذیری هندسی رسانا  موجب می‌شود. جریان بحرانی در سیم‌های با مقطع گرد ناهمسانگردی نسب به یک میدان بکاربرده شده نشان نمی‌دهد. چندین روش موفق از بدست آوردن چگالی جریان بالا رساناها اثبات کرده است: وجود پودر در تیوب[2]، پوشش به صورت غوطه‌ور کردن[3]، نوار ریخته‌گری شده[4]، پوشش الکترفوریتک[5] و پوشش اسپری[6]. ابررساناهایی از این مواد در اندازه‌های طویل در سیم‌هایی با ویژگی‌های یکنواخت و غیرقابل شکست ساخته شده‌اند. این تنوع BSCCO-2212 به طور عمده پتانسیلی برای کاربرد وسیع مهندسی که دمای عملکرد آن کمتر از 20 کلوین است ایجاد می‌کند. نوارهای چند رشته در کاربردهای مگنت‌های میدان بالا و کابل‌های رادفورد[7] برای  مگنت‌های شتاب دهنده و دیگر مگنت‌های ابررسانایی جریان زیاد ساخته شده‌اند. این سیم به عنوان جانشین مستقیم برای سیم‌هایLTS در کابل‌های نوع رادرفورد در مگنت‌های شتاب دهنده می‌تواند استفاده شود.به طور خلاصه، عملکرد BSCCO-2212 در دمای زیر 20 کلوین بسیار خوب است، اما در دماهای بیشتر از 20 کلوین عملکردش محدود می‌شود. با ورود سیم‌هایBSCCO-2223 این ماده به کنار رفت.

---

[1] Cast bulk rod

[2] Powder-in-tube

[3] Dip-Coating

[4] Tape casting

[5] Electrophoretic coating

[6] Spray coating

[7] Rutherford