Low-temperature 30 GeV-proton effects on critical properties of type-II superconducting filamentary conductors

The highlights of the results of four irradiation runs at 4.2 K using 30-GeV protons on six specimens each run are reported. In situ critical-current measurements were made as a function of fluence and various annealing procedures in applied fields up to 40 kG. Filamentary wire specimens of NbTi, Nb 3Sn and V 3Ga were investigated. Reductions of I c in NbTi up to 18% were observed with tecovery of 50–60% observed upon annealing to room temperature. The suppression mechanism is proposed to be “magnetic” in nature rather than microstructural and is coupled to changes in the normal-state resistivity. Nb 3Sn exhibits up to 98% reduction in I c for 1.6 × 10 18 p/ cm 2 with recovery that is dependent upon the fluence. More relative recovery is observed for low fluences than for higher ones. This is interpreted to be due to the higher ratio of Frenkel pair defects available for recovery at low fluences to antisite defects produced directly in the initial damage events. At all fluences, however, the recovery of I c in Nb 3Sn is small when compared with that of NbTi. Les résultats les plus importants obtenus sur quatre séries d'irradiation à 4,2 K en utilisant des protons de 30 GeV sur six échantillons pour chaque séries sont reportés. Des mesures de courant critique in-situ ont été effectuées en fonction de la fluence et de différents traitements de recuit dans des champs magnétiques atteignant 40 K Gauss. Des échantillons sous la forme de fils filamentaires de Nb Ti, Nb 3 Sn et V 3 Ga ont été étudiés. Des réductions de T c dans Nb Ti atteignant jusqu'à 18% 3 ont été observées ainsi qu'une restauration atteignant 50 à 60% par recuit à la température ambiante. On propose que le mécanisme de suppression soit plutôt magnétique que microstructural et que celui-ci soit couplé à des modifications de la résistivité de l'état normal. Nb 3 Sn présente une réduction de I c atteignant 98% pour une irradiation protonique de 1,6 × 10 18 p/ cm 2 et une restauration qui dépend de la fluence. Une restauration plus relative est observée pour les faibles fluences que pour les fluences plus élevées. Ceci est interprété comme dû à une proportion plus élevée de défauts du type paires de Frenkel disponibles pour la restauration aux faibles fluences par rapport aux défauts anti-sites produits directement au cours des dommages initiaux. Pour toutes les fluences, cependant, la restauration de I c dans Nb 3 Sn est plus faible comparée à celle observée pour NbTi. Über die wesentlichen Ergeb