Supraledande magnet
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från
versionen som granskades den 27 april 2021; kontroller kräver
10 redigeringar .
En supraledande magnet är en elektromagnet där strömmen som skapar magnetfältet flyter huvudsakligen genom supraledaren , vilket gör att de ohmska förlusterna i lindningen av den supraledande magneten är mycket små.
Supraledare av det andra slaget kan i praktiken användas som ett viktigt inslag i designen av magneter för att skapa konstanta starka fält [1] .
Supraledande material får supraledande egenskaper endast vid låga temperaturer, så den supraledande magneten placeras i en Dewar fylld med flytande helium , som i sin tur placeras i en Dewar fylld med flytande kväve (för att minska avdunstning av flytande helium).
Supraledande ledningar används för att tillverka supraledande magneter .
Diamagneter trycks ut ur ett starkt konstant magnetfält, men dessa krafter som verkar på diamagnetiska föremål från en vanlig magnet är för svaga, men i de starka magnetfälten hos supraledande magneter kan diamagnetiska material, såsom bly- eller grafitbitar, flyta. , och eftersom kol och vatten är diamagnetiska ämnen, kan även organiska föremål, som levande mössochgrodor [3] .
Den största från och med 2014 är den supraledande magneten som används i den centrala delen av CMS-detektorn vid Large Hadron Collider [4] [5] .
Applikation
Supraledande magneter används i NMR - tomografer (NMR - kärnmagnetisk resonans ) [6] och i NMR - spektrometrar med ett starkt fält [2] .
Supraledande magneter används också i maglevtåg [7] .
ITER använder supraledande magneter kylda av flytande helium [8] .
Den supraledande magneten är en del av uppsättningen The Levitated Dipole Experiment (LDX [9] ) [10] .
Nuklotronacceleratorn skapades på basis av supraledande magneter, föreslagna och utvecklade vid High Energy Laboratory, som för närvarande bär namnet akademiker V. I. Veksler och A. M. Baldin [11] .
Den 27 april 2007 installerades den sista supraledande magneten i tunneln till Large Hadron Collider (LHC) [12] . 2010 var det de supraledande magneterna, eller snarare kvaliteten på deras elektriska kontakter , som gjorde att kollideraren inte nådde sin designenergi på 7 TeV [13] . Totalt 1232 supraledande dipolmagneter används vid LHC . De genererar ett magnetfält med induktion upp till 8,2 T [14] .
En av de lovande tillämpningarna av supraledande magneter är energilagringsenheter med superkapacitet. Till exempel, i magnetfältet i toroidlindningen av TOKAMAK lagras 600 MJ energi, eller 166 kWh , medan energin för magnetfältet i ITER - reaktorn är 41 GJ (cirka 11 tusen kWh). En supraledande magnet kan lagra den ackumulerade energin under en godtyckligt lång tid [15] .
Supraledande magneter används i kraftiga turbogeneratorer KGT-20 och KGT-1000 baserade på supraledning [16] , [17] och i utvecklingen av supraledande elektriska maskiner .
I kulturen
I South Park avsnitt 1306 "The Pine Derby " stjäl Stans far en supraledande magnet från CERN för att hjälpa honom att vinna loppet . Under loppet accelererar bilen plötsligt och går ut i rymden, och når på så sätt den så kallade "varphastigheten" (överstiger ljusets hastighet).
Se även
Anteckningar
- ↑ ReFeAsO supraledare kan användas för att generera mycket starka magnetfält • Yuri Erin • Vetenskapsnyheter om element • Fysik . elementy.ru . Hämtad 27 december 2017. Arkiverad från originalet 9 juli 2014. (obestämd)
- ↑ 1 2 NMR för dummies, eller tio väsentliga fakta om kärnmagnetisk resonans . elementy.ru . Datum för åtkomst: 27 december 2017. Arkiverad från originalet 19 april 2015. (obestämd)
- ↑ Möss leviterade i labb (engelska) (länk ej tillgänglig) . Livescience.com (9 september 2009). Hämtad 21 april 2012. Arkiverad från originalet 31 maj 2012.
- ↑ Magnetsida på CMS-samarbetswebbplatsen . cern.ch . Hämtad: 27 december 2017. (obestämd) (inte tillgänglig länk)
- ↑ CMS-detektor • Stor Hadron Collider-enhet . elementy.ru . Hämtad 27 december 2017. Arkiverad från originalet 11 mars 2010. (obestämd)
- ↑ Kapitel 4. Superledningsteknik • V. Ginzburg, E. Andryushin • Bokklubb om "element" • Publicerade utdrag ur böcker . elementy.ru . Tillträdesdatum: 27 december 2017. Arkiverad från originalet 2 juli 2014. (obestämd)
- ↑ Kapitel 5. Superledningsstjärna • V. Ginzburg, E. Andryushin • Bokklubb på Elements • Publicerade utdrag ur böcker . elementy.ru . Tillträdesdatum: 27 december 2017. Arkiverad från originalet 2 juli 2014. (obestämd)
- ↑ På väg mot termonukleär energi (svar på frågor efter föreläsningen) . elementy.ru . Datum för åtkomst: 27 december 2017. Arkiverad från originalet 29 juni 2014. (obestämd)
- ↑ The Levitated Dipole Experiment (nedlänk) . mit.edu . Tillträdesdatum: 27 december 2017. Arkiverad från originalet 23 augusti 2004. (obestämd)
- ↑ En svävande snöboll i helvetet vände ut och in på tokamak . www.membrana.ru _ Hämtad 27 december 2017. Arkiverad från originalet 14 april 2015. (obestämd)
- ↑ NUCLOTRON (otillgänglig länk) . jinr.ru. _ Hämtad 23 februari 2018. Arkiverad från originalet 31 januari 2005. (obestämd)
- ↑ LHC: Tidslinje för skapande och drift (länk ej tillgänglig) . Elements.ru . Datum för åtkomst: 14 juni 2014. Arkiverad från originalet den 9 februari 2014. (obestämd)
- ↑ CERN-ledningen står inför ett svårt val • Igor Ivanov • Vetenskapsnyheter om element • LHC, fysik . elementy.ru . Hämtad 27 december 2017. Arkiverad från originalet 10 juli 2014. (obestämd)
- ↑ LHC Magnetic System • Stor Hadron Collider Device . elementy.ru . Hämtad 27 december 2017. Arkiverad från originalet 24 mars 2010. (obestämd)
- ↑ Superledande lagring av elektrisk energi :: PV.RF Internationell industriportal . Hämtad 25 september 2018. Arkiverad från originalet 23 april 2021. (obestämd)
- ↑ Glebov, 1981 .
- ↑ Antonov, 2013 .
Litteratur
- Martin N. Wilson, Superconducting Magnets (Monographs on Cryogenics) , Oxford University Press, Ny upplaga (1987), ISBN 978-0-19-854810-2 .
- Yukikazu Iwasa, Fallstudier i supraledande magneter: design- och driftsfrågor (utvalda ämnen i supraledning) , Kluwer Academic / Plenum Publishers, (okt 1994), ISBN 978-0-306-44881-2 .
- Habibo Brechna, Superconducting magnet systems , New York, Springer-Verlag New York, Inc., 1973, ISBN 3-540-06103-7 , ISBN 0-387-06103-7
- Van Sciver, SW; Marken, KR Supraledande magneter över 20 Tesla. Phys. Idag 2002, 37
- Wang, X.; Gourlay, SA; Prestemon, S. Dipole Magnets Above 20 Tesla: Research Needs for a Path via High-Temperature Superconducting REBCO Conductors. Instrument 2019, 3, 62
- T. Shen och L. Garcia Fajardo, "Superledande acceleratormagneter baserade på High-Temperature Superconducting Bi-2212 Round Wires," Instruments, vol. 4, nr. 2, 2020.
- P. McIntyre och A. Sattarov, "On the Feasibility of a Tripler Upgrade for LHC," i Proceedings of the 2005 Particle Accelerator Conference, maj 2005,
- A.McInturff, P.McIntyre och A. Sattaroy, "50 Tesla supraledande solenoid för snabb myonkylningsring," i (ID: TUPAS049), Proceedings of PAC 2007, Albuquerque, New Mexico, USA, 2007, s. 1757–1759
- Brekhna, G. Supraledande magnetiska system. — M .: Mir, 1976. — 704 sid.
- Supraledande solenoider / Alekseevsky N. E. . — M .: Mir, 1965. — 287 sid.
- Zenkevich VB, Sychev VV Magnetiska system baserade på supraledare. - M. : Nauka, 1972. - 260 sid.
- Altov V. A., Zenkevich V. B., Kremlev M. G., Sychev V. V. Stabilisering av supraledande magnetiska system. - M . : Energi, 1975. - 328 sid.
- Antonov Yu.F. , Danilevich Ya.B. Kryoturbingenerator KTG-20: erfarenhet av att skapa och problem med supraledande elektroteknik. - M. : Fizmatlit, 2013. - 600 sid. - ISBN ISBN 978-5-9221-1521-6 .
- Glebov IA Turbogeneratorer som använder supraledning. — L. : Nauka : Leningrad. Institutionen, 1981. - 231 sid.
- Wilson M. Supraledande magneter. - M . : Energi, 1985. - 405 sid.
- Kremlev M. G. Superledande magneter, "Advances in Physical Sciences", 1967, v. 93, nr. fyra.
Länkar