Този голям нокът създава най-силното магнитно поле в света
Изследователи от Националната лаборатория за високи магнитни полета (MagLab) са успели да създадат миниатюрен електромагнит с магнитен интензитет 45,5 Тесла, по-голям от този на огромните съоръжения до момента, които държат рекорда. Технология, която може напълно да промени хоризонта на възможните области на приложение.
Той не е по-голям от ролка тоалетна хартия и тежи само 390 грама. Този голям пирон, дълъг 53,1 милиметра, току-що е счупил 20-годишен рекорд за най-високото магнитно поле някога, с 45,5 тесла. За сравнение, типичният магнит за ЯМР генерира магнитно поле от 2 до 3 Тесла. 45,5-T, разработен от Националната лаборатория за високи магнитни полета (MagLab), по този начин бие с половин Тесла предишния рекорд, държан от друг магнит на MagLab, 45-T. Последното, 35-тонно устройство, е съставено от медна сърцевина отвътре, ниобиево-калаена намотка. Необходими са 31 MW, за да работи (еквивалент на мощността на два ракетни двигателя Ariane 5) и генерира толкова много топлина, че са необходими хиляди литри вода, за да се охлади. .
"Революция, подобна на тази на силиция в електрониката"
„Подобна миниатюризация представлява революция, толкова важна, колкото това, което силицийът донесе в електрониката“, уверява директорът на MagLab Грег Бобингер. Такива магнити могат да се използват в детектори на частици, реактори за ядрен синтез и диагностични инструменти в медицината ”. По-мощните магнити биха направили възможно например подобряване на качеството на ЯМР изображението или изследване на свойствата на материалите. Но как толкова малък обект може да генерира толкова силно магнитно поле? ?
1260 ампера на квадратен милиметър
Изобретението, описано в прегледа Природата на 12 юни 2019 г. се основава както на нов свръхпроводящ материал, така и на нов дизайн. Вместо да използва ниобий, металът, който в момента се използва в големи свръхпроводящи магнити, екипът от изследователи, ръководен от Seungyong Hahn, разработи нов материал, наречен ReBCO (Редкоземен бариев меден оксид), меден оксид и барий и редки земи. Сплав, способна да пренася 1260 ампера на квадратен милиметър, два пъти повече ток от ниобия. Колкото по-висока е плътността на тока, протичаща в намотката, толкова по-интензивно ще бъде магнитното поле.
Медни ленти, тънки като косъм
Другото нововъведение се отнася до изолацията или по-точно липсата на изолация. По този начин текущите свръхпроводящи магнити съдържат изолация между проводимите слоеве, отговорни за насочването на тока към най-ефективния път. Но когато несъвършенството или препятствието е по пътя на тока, последният се блокира, причинявайки потенциално увреждащо прегряване и загуба на свръхпроводимост. Решението, намерено от изследователския екип: премахнете изолацията. „Тъй като завоите на бобината не са изолирани един от друг, те могат много лесно да споделят ток, за да заобиколят тези препятствия“, обяснява Дейвид Ларбалестиер, един от съавторите на изследването и директор на отдела за материали. В MagLab . Другото предимство е, че премахва теглото и насипно състояние от устройството.