равна
где ню0=4пи-10-7 Гн/м — магнитная постоянная, В — индукция магнитного поля, а и — занятый им объем.
Рассмотрим, например, сверхпроводящий магнит, создающий поле 5 Тл в объеме 1 м3 (в экспериментах применяются и существенно большие магниты). Энергия, которая сосредоточена в магнитном поле этого магнита, равна
Этой энергии хватит на то, чтобы нагреть 250 кг меди на 100 градусов.
Для перевода участка сверхпроводника в нормальное состояние часто бывает достаточно ничтожных причин, например трения, возникающего при перемещении витков обмотки под действием сжатия, возникающего вследствие сокращения размеров при охлаждении. Не менее опасно выделение энергии, возникающее при потере пучка или даже небольшой его части. Сверхпроводящая техника требует поэтому внимания, осторожности и строгих мер безопасности.
В настоящее время сверхпроводящий провод обычно стабилизируют. В стабилизированном проводнике сверхпроводящие жилы NbTi плотно зажаты в медной шине, которую в этом случае называют матрицей. Медь не является сверхпроводником, однако она хорошо проводит электрический ток, а при гелиевых температурах ее сопротивление падает в 100 раз по сравнению с сопротивлением при комнатной температуре. Каждый участок сверхпроводника шунтирован, таким образом, медной шиной. При внезапном нарушении сверхпроводимости ток переходит из тонких нитей сверхпроводника в массивную медную матрицу, так что сопротивление обмотки оказывается хотя и не равным нулю, но небольшим. Процесс спада магнитного поля при этом сильно затягивается и протекает не так катастрофически, как в нестабилизированных проводниках.
Еще одним важным источником нагрева являются вихревые токи или, как их часто называют, токи Фуко. Вихревые токи возникают в проводниках при изменении магнитного поля. Сверхпроводящие магниты проще всего применять для создания постоянных, не меняющихся во времени полей. Такие поля нужны, например, для транспортировки пучков и широко применяются при создании экспериментальных установок, в которых импульс частиц определяется по радиусу кривизны траектории, которую описывают частицы в постоянном магнитном поле. С этих задач и началось применение сверхпроводящих магнитов в физике элементарных частиц. Однако для синхротронов нужны переменные, а не постоянные магнитные поля.