Kältetechnik

Jeder Supraleiter verliert bei einer bestimmten Temperatur schlagartig seinen elektrischen Widerstand. Diese Temperatur wird Sprungtemperatur genannt. Heute unterscheidet man anhand der Sprungtemperatur zwei Kategorien von widerstandslosen Leitern:

• Tieftemperatursupraleiter weisen Sprungtemperaturen zwischen dem
  absoluten Nullpunkt (0 K = -273,15 °C) und 23 K (= -250,15 °C) auf.
• Hochtemperatursupraleiter sind gekennzeichnet durch Sprungtemperaturen
  oberhalb von 23 K – gegenwärtig bis zu 138 K (-135 °C).

Tieftemperatursupraleiter werden in der Regel mit flüssigem Helium auf ihre „Betriebstemperatur“ gekühlt. Bei Hochtemperatursupraleitern genügt hierfür der weitaus preisgünstigere flüssige Stickstoff, der zudem mit deutlich geringerem Energieaufwand bereitgestellt werden kann.

Zur Kühlung von Supraleitern werden, abhängig von der Art des Leiters und der jeweiligen Anwendung, nicht nur verschiedene Kühlmedien, sondern auch unterschiedliche Kühltechniken eingesetzt. Die Auswahl der Kühltechnik hängt von der Anwendung und ihren Rahmenbedingungen ab. In der Regel kann in diesem Bereich auf bewährte, ausgereifte Technik zurückgegriffen werden.

Um eine möglichst effiziente Kühlung zu gewährleisten, werden Supraleiter stets in sogenannten Kryostaten betrieben. Dies sind superisolierte Ummantelungen, deren Inneres thermisch nahezu vollkommen gegen die Umgebung abgeschirmt ist.