Szupravezető mágnes

A szupravezető mágnes  olyan elektromágnes , amelyben a mágneses teret létrehozó áram főleg a szupravezetőn keresztül folyik , aminek következtében a szupravezető mágnes tekercsében az ohmikus veszteségek nagyon kicsik.

A második típusú szupravezetők a gyakorlatban a mágnesek tervezésének fontos elemeként használhatók állandó erős mező létrehozására [1] .

A szupravezető anyagok csak alacsony hőmérsékleten szereznek szupravezető tulajdonságokat, ezért a szupravezető mágnest egy folyékony héliummal töltött Dewar -ba helyezik , amelyet viszont egy folyékony nitrogénnel töltött Dewar-ba helyeznek (a folyékony hélium párolgásának csökkentése érdekében).

A szupravezető huzalokat szupravezető mágnesek készítésére használják .

A diamágnesek kiszorulnak egy erős állandó mágneses térből, de ezek az erők, amelyek egy közönséges mágnesből a diamágneses tárgyakra hatnak, túl gyengék, azonban a szupravezető mágnesek erős mágneses terében a diamágneses anyagok, például ólomdarabok vagy grafit lebeghetnek. , és mivel a szén és a víz diamágneses anyagok, még a szerves tárgyak, például az élő egerekésbékák [3] .

A legnagyobb 2014-ben a Nagy Hadronütköztető CMS detektorának központi részében használt szupravezető mágnes [4] [5] .

Alkalmazás

A szupravezető mágneseket NMR- tomográfokban (NMR- nukleáris mágneses rezonancia ) [6] és erős térerősségű NMR- spektrométerekben [2] alkalmazzák .

Szupravezető mágneseket a maglev vonatokban is alkalmaznak [7] .

Az ITER folyékony héliummal hűtött szupravezető mágneseket használ [8] .

A szupravezető mágnes a The Levitated Dipole eXperiment (LDX [9] ) [10] setup része .

A jelenleg V. I. Veksler és A. M. Baldin akadémikusok [11] nevét viselő High Energy Laboratory-ban javasolt és kifejlesztett Nuclotron gyorsítót szupravezető mágnesek alapján hozták létre .

2007. április 27- én telepítették az utolsó szupravezető mágnest a Large Hadron Collider (LHC) alagútjába [12] . 2010-ben a szupravezető mágnesek, vagy inkább elektromos érintkezésük minősége miatt az ütköző nem érte el a 7 TeV -os tervezési energiát [13] . Összesen 1232 szupravezető dipólus mágnest használnak az LHC-ben . 8,2 T -ig terjedő indukciós mágneses teret generálnak [14] .

A szupravezető mágnesek egyik ígéretes alkalmazása a szuperkapacitású energiatárolók. Például a TOKAMAK toroid tekercsének mágneses mezőjében 600 MJ energia, azaz 166 kWh tárolódik , míg az ITER reaktor mágneses terének energiája 41 GJ (kb . 11 ezer kWh). Egy szupravezető mágnes tetszőlegesen hosszú ideig képes tárolni a felhalmozott energiát [15] .

A szupravezető mágneseket nagy teljesítményű, szupravezetésen alapuló KGT-20 és KGT-1000 turbógenerátorokban [16] , [17] és szupravezető elektromos gépek fejlesztésében alkalmazzák .

A kultúrában

A South Park 1306., „The Pine Derby ” című epizódjában Stan apja ellop egy szupravezető mágnest a CERN -től, hogy segítsen neki megnyerni a versenyt . A verseny során az autó hirtelen felgyorsul és kimegy az űrbe, és ennek során eléri az úgynevezett "hajlási sebességet" (meghaladja a fénysebességet).

Lásd még

• Keserű mágnes

Jegyzetek

1. ↑ A ReFeAsO szupravezetők nagyon erős mágneses terek generálására használhatók • Yuri Erin • Tudományos hírek az elemekről • Fizika . elementy.ru . Letöltve: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2014. július 9.. (határozatlan)
2. ↑ 1 2 NMR a próbababákhoz, avagy tíz lényeges tény a mágneses magrezonanciáról . elementy.ru . Hozzáférés dátuma: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2015. április 19. (határozatlan)
3. ↑ Laborban levitált egerek  (angolul)  (a hivatkozás nem elérhető) . Livescience.com (2009. szeptember 9.). Letöltve: 2012. április 21. Az eredetiből archiválva : 2012. május 31..
4. ↑ Mágnes oldal a CMS együttműködési webhelyén . cern.ch . Letöltve: 2017. december 27. (határozatlan)  (nem elérhető link)
5. ↑ CMS detektor • Nagy hadronütköztető eszköz . elementy.ru . Letöltve: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2010. március 11. (határozatlan)
6. ↑ 4. fejezet. A szupravezetés technikája • V. Ginzburg, E. Andryushin • Könyvklub az "Elemekről" • Kivonatok publikált könyvekből . elementy.ru . Hozzáférés dátuma: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2014. július 2. (határozatlan)
7. ↑ 5. fejezet. Szupravezető csillag • V. Ginzburg, E. Andryushin • Könyvklub az Elementsnél • Kivonatokat publikált könyvekből . elementy.ru . Hozzáférés dátuma: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2014. július 2. (határozatlan)
8. ↑ Úton a termonukleáris energia felé (válaszok az előadás után feltett kérdésekre) . elementy.ru . Hozzáférés dátuma: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2014. június 29. (határozatlan)
9. ↑ A Levitated Dipole eXperiment (lefelé irányuló kapcsolat) . mit.edu . Hozzáférés dátuma: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2004. augusztus 23. (határozatlan) 
10. ↑ Egy levitáló hógolyó a pokolban kifordította a tokamakot . www.membrana.ru _ Letöltve: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2015. április 14.. (határozatlan)
11. ↑ NUCLOTRON (elérhetetlen link) . jinr.ru. _ Letöltve: 2018. február 23. Az eredetiből archiválva : 2005. január 31.. (határozatlan) 
12. ↑ LHC: A létrehozás és a működés idővonala (hivatkozás nem érhető el) . Elements.ru . Hozzáférés dátuma: 2014. június 14. Az eredetiből archiválva : 2014. február 9.. (határozatlan) 
13. ↑ A CERN vezetősége nehéz döntés előtt áll • Igor Ivanov • Tudományos hírek az elemekről • LHC, fizika . elementy.ru . Letöltve: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2014. július 10. (határozatlan)
14. ↑ LHC mágneses rendszer • Nagy hadronütköztető eszköz . elementy.ru . Letöltve: 2017. december 27. Az eredetiből archiválva : 2010. március 24.. (határozatlan)
15. ↑ Villamos energia szupravezető tárolása :: PV.RF Nemzetközi ipari portál . Letöltve: 2018. szeptember 25. Az eredetiből archiválva : 2021. április 23. (határozatlan)
16. ↑ Glebov, 1981 .
17. ↑ Antonov, 2013 .

Irodalom

• Martin N. Wilson, Superconducting Magnets (Monographs on Cryogenics) , Oxford University Press, New edition (1987), ISBN 978-0-19-854810-2 .
• Yukikazu Iwasa, Esettanulmányok a szupravezető mágnesekről: tervezési és működési kérdések (a szupravezetés egyes témakörei) , Kluwer Academic / Plenum Publishers, (1994. október), ISBN 978-0-306-44881-2 .
• Habibo Brechna, Szupravezető mágnesrendszerek , New York, Springer-Verlag New York, Inc., 1973, ISBN 3-540-06103-7 , ISBN 0-387-06103-7
• Van Sciver, SW; Marken, KR Szupravezető mágnesek 20 Tesla felett. Phys. Ma 2002, 37
• Wang, X.; Gourlay, SA; Prestemon, S. Dipólusmágnesek 20 Tesla felett: Kutatási igények a magas hőmérsékletű szupravezető REBCO-vezetők általi útra. Hangszerek 2019, 3, 62
• T. Shen és L. Garcia Fajardo, "Superconducting Accelerator Magnets Based on High-Temperature Superconducting Bi-2212 Round Wires", Instruments, vol. 4, sz. 2, 2020.
• P. McIntyre és A. Sattarov, „On the Foasibility of a Tripler Upgrade for LHC”, Proceedings of the 2005 Particle Accelerator Conference, 2005. május,
• A.McInturff, P.McIntyre és A. Sattaroy, „50 Tesla superconducting solenoid for fast müon cooling ring”, in (ID: TUPAS049), Proceedings of PAC 2007, Albuquerque, New Mexico, USA, 2007, pp. 1757–1759
• Brekhna, G. Szupravezető mágneses rendszerek. — M .: Mir, 1976. — 704 p.
• Szupravezető mágnesszelepek / Alekseevsky N. E. . — M .: Mir, 1965. — 287 p.

• Zenkevich VB, Sychev VV Szupravezető alapú mágneses rendszerek. - M. : Nauka, 1972. - 260 p.

• Altov V. A., Zenkevich V. B., Kremlev M. G., Sychev V. V. Szupravezető mágneses rendszerek stabilizálása. - M . : Energia, 1975. - 328 p.
• Antonov Yu.F. , Danilevich Ya.B. Krioturbin generátor KTG-20: tapasztalat a szupravezető elektrotechnika létrehozásában és problémáiban. - M. : Fizmatlit, 2013. - 600 p. - ISBN ISBN 978-5-9221-1521-6 .
• Glebov IA turbógenerátorok szupravezető képességgel. — L. : Nauka : Leningrád. Tanszék, 1981. - 231 p.

• Wilson M. Szupravezető mágnesek. - M . : Energia, 1985. - 405 p.
• Kremlev M. G. Szupravezető mágnesek, „A fizikai tudományok előrehaladása”, 1967, 93. v., no. négy.

• Chernoplekov N. A. Szupravezető anyagok a modern technológiában // "Természet" , 1979. - 4. sz.

Linkek

• szupravezető mágnes
• [bse.sci-lib.com/article072344.html Szupravezető mágnes]
• Szupravezető mágnesek készítése a Nemzeti Nagy Mágneses Terű Laboratóriumból
• 1986-os NbTi és Nb3Sn értékelése részecskegyorsító mágneseknél.
• Frontális ütközés A genfi ​​kolosszus