Сверхпроводящий магнит

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Схема сверхпроводящего магнита в 20 Т в Лос-Аламосской лаборатории

Сверхпроводя́щий магни́т — электромагнит, в котором ток, создающий магнитное поле, протекает в основном по сверхпроводнику, вследствие чего омические потери в обмотке сверхпроводящего магнита весьма малы. Сверхпроводники второго рода можно применять на практике как важный элемент в конструкции магнитов для создания постоянных сильных полей[1].

Images.png Внешние изображения
Image-silk.png Сверхпроводящий магнит в разрезе[2]

Сверхпроводящий магнит приобретает свои сверхпроводящие свойства только при низких температурах, поэтому его помещают в сосуд Дьюара, заполненный жидким гелием, который в свою очередь помещен в сосуд Дьюара с жидким азотом (чтобы минимизировать испарение жидкого гелия).

Силы, действующие на диамагнитные объекты от обычного магнита, слишком слабы, однако в сильных магнитных полях сверхпроводящих магнитов диамагнитные материалы, например кусочки свинца, могут пари́ть, а поскольку углерод и вода являются веществами диамагнитными, в мощном магнитном поле могут пари́ть даже органические объекты, например живые лягушки и мыши[3].

Самым крупным на 2014 год является сверхпроводящий магнит, используемый в центральной части детектора CMS Большого адронного коллайдера[4][5].

Применение[править | править вики-текст]

Сверхпроводящие магниты используются в ЯМР-томографах (ЯМР — ядерный магнитный резонанс)[6] и в высокопольных ЯМР-спектрометрах[2].

Также сверхпроводящие магниты используются в поездах на магнитной подушке[7].

В ITER используются сверхпроводящие магниты, охлаждаемые гелием[8].

Сверхпроводящий магнит является частью установки «Эксперимент с левитирующим диполем» (The Levitated Dipole eXperiment — LDX[9])[10].

Ускоритель «Нуклотрон» создан на основе технологии сверхпроводящих магнитов, предложенной и развитой в Лаборатории высоких энергий, которая в настоящее время носит имя академиков В. И. Векслера и А. М. Балдина.

27 апреля 2007 года в туннеле Большого адронного коллайдера был установлен последний сверхпроводящий магнит[11]. В 2010 году именно сверхпроводящие магниты, а точнее качество их электрических контактов, были причиной невывода коллайдера на проектную энергию 7 ТэВ[12]. Всего на БАКе используется 1232 сверхпроводящих дипольных магнитов. Они порождают магнитное поле вплоть до 8,2 Т[13].

В культуре[править | править вики-текст]

В сериале «Южный парк» в эпизоде 1306 «Сосновое дерби» отец Стэна, чтобы помочь ему выиграть гонки похищает из ЦЕРНа сверхпроводящий магнит. Во время заезда машинка внезапно ускоряется и выходит в космос, и при этом достигает так называемой «варп-скорости» (превышает скорость света).

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Сверхпроводники ReFeAsO можно использовать для генерации очень сильных магнитных полей
  2. 1 2 ЯМР для «чайников», или Десять основных фактов о ядерном магнитном резонанс Магниты для ЯМР-спектрометров
  3. Mice Levitated in Lab (англ.). Livescience.com (9 September 2009). Проверено 21 апреля 2012. Архивировано из первоисточника 31 мая 2012.
  4. Страница магнита на сайте коллаборации CMS
  5. Детектор CMS Магнит
  6. Сверхпроводимость Применения сверхпроводящих магнитов 2
  7. Сверхпроводимость Глава 5. Звезда сверхпроводимости Путеводная звезда
  8. На пути к термоядерной энергетике (ответы на вопросы после лекции)
  9. The Levitated Dipole eXperiment
  10. Левитирующий снежок в аду вывернул токамак наизнанку
  11. LHC: хронология создания и работы. Элементы.ру. Проверено 14 июня 2014. Архивировано из первоисточника 9 февраля 2014.
  12. Руководство ЦЕРНа стоит перед непростым выбором Проблемы с электрическими контактами
  13. Магнитная система LHC Поворотные магниты

Литература[править | править вики-текст]

  • Martin N. Wilson, Superconducting Magnets (Monographs on Cryogenics), Oxford University Press, New edition (1987), ISBN 978-0-19-854810-2.
  • Yukikazu Iwasa, Case Studies in Superconducting Magnets: Design and Operational Issues (Selected Topics in Superconductivity), Kluwer Academic / Plenum Publishers, (Oct 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

Ссылки[править | править вики-текст]