Superconducting magneto

Ang isang superconducting magnet ay isang electromagnet na ang paikot-ikot ay may ari-arian ng isang superconductor. Tulad ng sa anumang electromagnet, ang magnetic field ay nabuo dito sa pamamagitan ng direktang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng paikot-ikot na wire. Ngunit dahil ang kasalukuyang pumasa sa kasong ito ay hindi sa pamamagitan ng isang ordinaryong conductor ng tanso, ngunit sa pamamagitan ng isang superconductor, ang aktibong pagkalugi sa naturang aparato ay magiging napakaliit.

Bilang mga superconductor para sa mga magneto ng ganitong uri, ang mga superconductors ng pangalawang uri na halos palaging kumikilos, iyon ay, ang mga kung saan ang pag-asa ng magnetic induction sa lakas ng paayon na magnetic field ay hindi linya.

Upang magsimula ang isang superconducting magnet na maipakita ang mga katangian nito, ang mga ordinaryong kondisyon ay hindi sapat - dapat itong dalhin sa isang mababang temperatura, na sa prinsipyo ay maaaring makamit sa iba't ibang paraan. Ang klasikong paraan ay ito: ang aparato ay nakalagay sa isang daluyan ng Dewar na may likidong helium, at ang daluyan ng Dewar na may likidong helium mismo ay inilalagay sa loob ng isa pang daluyan ng Dewar, na may likidong nitroheno, kaya ang likidong helium ay sumingit nang mas mababa hangga't maaari.

Bilang isang tunay na halimbawa ng isang napakalakas na superconducting magnet, maaari nating gamitin ang magneto ng Malaking Hadron Collider (LHC), kung saan, gamit ang pinakamatibay na magnetic field kinakailangan upang mapanatili ang mga proton na may mataas na enerhiya na lumilipad sa isang hindi kapani-paniwalang bilis sa isang tiyak na tilapon sa loob ng isang pinalawig na tunel sa ilalim ng lupa.

Ang 1232 malaking electromagnets, ang bawat isa ay may timbang na mga 30 tonelada, at may haba na 15 metro, ay naka-install sa lagusan ng LHC isa-isa. Ang mga proton beam ay dumadaan dito sa mga manipis na tubo, at ang mga tubong ito ay ipinapasa lamang sa loob ng mga magnet na dipole, ang laki ng induction na kung saan ay kinokontrol sa saklaw mula 0.54 hanggang 8.3 T.

Ang mga superconducting na katangian ng mga magnet sa LHC ay nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng isang espesyal na superconducting wire: ang bawat magnetic dipole ay naglalaman ng isang indibidwal na sugat na superconducting coil na may niobium-titanium cable, at ang cable mismo ay binubuo ng manipis na mga wire na may diameter ng 6 microns.

Ang ilalim na linya ay ang niobium-titanium ay isang mababang temperatura na superconductor, kaya ang temperatura na kinakailangan upang mapanatili ang nominal superconductivity ng naturang mga windings ay narito lamang sa 1.9 K (mas mababa kaysa sa temperatura ng background ng microwave radiation sa panlabas na puwang).

Ang sistemang panglamig ng LHC magneto ay gumagana salamat sa likidong helium, na palaging gumagalaw. Ang 97 toneladang likidong helium ay matatagpuan sa loob ng isang espesyal na shell kung saan ang sobrang sobrang kaibuturan ng coolant na ito ay nakamit sa ilalim ng isang tiyak na presyon.

Ang direktang paglamig ng likidong helium ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng 10,000 tonelada ng likidong nitrogen. Ang proseso ng paglamig ay isinasagawa sa dalawang yugto: ang isang maginoo na freezer na uri ay unang pinapalamig ang helium sa 4.5K, at pagkatapos ay pinapalamig ito, ngunit sa ilalim ng pinababang presyon. Ang lahat ng aksyon na ito ay tumatagal ng isang buwan.

Kapag natitiyak ang mga kundisyon tungkol sa temperatura, ang pagliko ng mga malalaking alon ay nagtatakda. Sa LHC, ang kasalukuyang supply ng magnet ay umabot sa 12,000 amperes. Sa parehong oras, ang kapangyarihan ay natupok, maihahambing sa na accounted ng sa pamamagitan ng power supply ng buong lungsod ng Geneva. Ang de-koryenteng enerhiya bawat superconducting magnet ay humigit-kumulang na 10 MJ.

Ginagamit din ang mga superconducting magnet sa NMR tomographs at spectrometer, sa magnetic cushion train, sa thermonuclear reaksyon at sa maraming iba pang mga pang-eksperimentong pag-install, halimbawa nauugnay sa pagkalugi.

Ang isang kagiliw-giliw na katotohanan: mahina ang diamagnetic na patlang na walang anumang nasasalat na epekto sa diamagnetics, ngunit pagdating sa malakas na magnetikong mga patlang na nabuo ng mga superconducting magnet, ang larawan dito ay nagbago nang malaki.Ang Carbon, na pumapasok sa mga organikong bagay at sa mga nabubuhay na organismo, ay isang diamagnet, kaya ang isang buhay na palaka ay maaaring lumubog sa isang magnetic field na may induction ng 16 T.