Einführungsbeitrag

Die Supraleitung bietet verschiedene Möglichkeiten für die Detektion und Messung verschiedenster Messgrößen. Eine Reihe von Sensoren und Detektoren wurden bisher entwickelt, unter Ausnutzung von Eigenschaften wie supraleitenden Energiebandlücken, scharfen Übergängen zwischen Normal- und Supraleitung, nichtlinearen Strom-Spannungs-Kennlinien, kohärenten Supraleitungszuständen sowie der Quantisierung des magnetischen Flusses. Alle diese Eigenschaften können durch die Wechselwirkung mit elektromagnetischen Feldern beeinflusst werden. Supraleitende Sensoren und Detektoren erreichen eine extrem hohe Leistungsfähigkeit bei der Energie- und Zeitauflösung und weisen ein sehr geringes Eigenrauschen auf. Die meisten dieser Eigenschaften sind mit anderen physikalischen Effekten nicht erreichbar. Der Begriff "Sensor" wird üblicherweise für die Messung stationärer oder langsam veränderlicher physikalischer Größen, wie zum Beispiel Strom oder Temperatur gebraucht. Der Begriff "Detektor" wird hingegen meist im Kontext der Messung einzelner Quanten, zum Beispiel von Photonen oder Teilchen verwendet. Eine eindeutige Abgrenzung zwischen den Begriffen "Sensor" und "Detektor" ist allerdings nicht möglich. In diesem Dokument werden daher sowohl "Sensor" als auch "Detektor" verwendet. Zudem kann ein Detektor auf dem Einsatz eines Sensors beruhen. Ein Beispiel dafür ist ein Röntgendetektor, welcher ein Kantenbolometer (en: transition edge sensor beziehungsweise TES) als Sensor ausnutzt, um den Temperaturanstieg durch die Absorption der Photonenenergie zu messen. In diesem Dokument wird zum Beispiel der Begriff "TES-Röntgendetektor" für die Detektion von Röntgenstrahlung mit Hilfe von Kantenbolometern verwendet. Supraleitende Sensoren und Detektoren werden in einer Vielzahl von Anwendungsfeldern eingesetzt, zum Beispiel in der medizinischen Diagnostik, der Telekommunikation, der geologischen Erkundung, in astronomischen Geräten, der quantenbasierten Informationsverarbeitung sowie in analytischen Messgeräten. Für Anwender in diesen Feldern ist die IEC-Normung erforderlich, da die Terminologie bislang nicht eindeutig ist und keine graphischen Symbole und keine Prüfverfahren existieren. Der hier vorliegende Teil 22-1 der internationalen Normenreihe IEC 61788 "Supraleitung" beschreibt allgemeine Elemente der Spezifikationen für supraleitende Sensoren und Detektoren, welche die Basis für Spezifikationen für verschiedene Sensoren und Detektoren in anderen Teilen von IEC 61788 darstellen. Die beschriebenen Sensoren und Detektoren bestehen im Wesentlichen aus supraleitenden Materialien und beruhen in ihrer Funktion auf supraleitenden oder verwandten Phänomenen. Die zu bestimmenden Messgrößen sind magnetische Felder, elektromagnetische Wellen, Photonen, Elektronen, Ionen, α-Teilchen und andere. Zuständig ist das DKE/K 184 "Supraleiter" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 184 - Supraleiter