מקורם של מגנטים מוליכים-על

May 31, 2022

השאר הודעה

מגנט מוליך-על מתייחס למונח כללי לסלילים מוליכי-על והמיכלים הקריוגניים שלהם. מגנטים מוליכי-על הם מרכיבי הליבה החשובים ביותר של מסילות רכבת תלויות מוליכות-על. כוחות ההנעה, המתלים וההכוונה של הרכב נוצרים כולם על ידי סלילים מוליכים. כמו מגנטים קבועים, מגנטים מוליכים-על יכולים לספק שדה מגנטי יציב, וגם מגנטים מוליכים-על יכולים לספק שדות מגנטיים בעוצמה גבוהה שמגנטים קבועים רגילים אינם יכולים לספק, וזו הסיבה שמסילות מגלב משתמשות במגנטים מוליכים-על. בשל התפתחותם של מוליכים בטמפרטורה גבוהה, מוליכות-על מתרחשת בטמפרטורת חנקן נוזלי (78K), מה שמשפר מאוד את הביצועים של חומרים מוליכים-על. עם זאת, כחומר המוליך המשמש ברכבת מגלב, הזרם הקריטי של החומר המוליך בטמפרטורה גבוהה מתחת לשדה המגנטי בעוצמה גבוהה אינו יכול לעמוד בדרישות.

בשעה 8:00 ב-19 בספטמבר, 2007, מגנט מוליך-על של ספקטרומטר בייג'ינג של גלאי החלקיקים הגדול של Beijing Spectrometer הגיע בהצלחה ל-10,000 גאוס (פי 20,000 מהשדה המגנטי של כדור הארץ) , והזרם הגיע ל-3,368 אמפר, הזרם המרבי של 3368 אמפר. אגירת האנרגיה מגיעה ל-10 מיליון ג'אול, ומגיעה ליעד התכנון. המגנט המוליך-על פותח באופן עצמאי על ידי המכון לפיזיקה של אנרגיה גבוהה, האקדמיה הסינית למדעים. זהו אחד המרכיבים המרכזיים של הספקטרומטר של בייג'ינג, כולל בעיקר סלילים מוליכים, קריוסטטים, חומר קר ומבני תמיכה בהשעיה של כוח אלקטרומגנטי ותיבות שסתומים.

עבור אלקטרומגנט עם ליבת ברזל, די קשה להשיג צפיפות שטף גבוהה מ-2 (טסלה) (שדה מגנטי של 1.6X10' Amp/m). אם נעשה שימוש בסולנואיד חלול עם סליל מוליך-על, ניתן להשיג צפיפות שטף מגנטי גבוהה של כ-3 עד 15 (טסלה). המכשיר משמש בעיקר לעבודות מחקר, כגון תא ענן מימן, ייצור חשמל MHD, מיקרוסקופיה אלקטרונית, תהודה מגנטית גרעינית, פלזמה סגורה (יצירת כוח היתוך גרעיני) ועוד. אם הרכבת מגיעה למהירות של 500 קמ"ש, א. ניתן להשתמש בשיטת ריחוף מגנטי כדי להשעות את הרכבת מהקרקע. כל עוד היא נוסעת פעם אחת, הרכבת יכולה לנוע קדימה ברציפות. המפתח להשגת זה הוא השימוש במגנטים מוליכים-על.

(1) התנגדות העברת הזרם בסליל המגנט המוליך העל היא אפס, שיכולה להוליך זרמים חזקים שלא ניתן להוליך על ידי חוטים רגילים;

(2) הוא יכול ליצור שדה מגנטי חזק של עד עשר טסלה, מה שמועיל ביותר לשיפור הרגישות והרזולוציה של ספקטרומטר התהודה המגנטית הגרעינית. יחד עם זאת, האחידות והיציבות של השדה המגנטי גם טובות מאוד, מה שמתאים מאוד לספקטרומטרים מודרניים. מַגנֵט;

(3) חוזק השדה גבוה ויציב ואחיד. נכון לעכשיו, ספקטרומטר המגנט המוליך הוא בדרך כלל סביב 200N~00MG, והמקסימום יכול להגיע ל-600MG.


שלח החקירה