Сверхпроводящий магнит
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].
 Внешние изображения |
|
|---|---|
 |
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]
- ↑ Сверхпроводники ReFeAsO можно использовать для генерации очень сильных магнитных полей
- ↑ 1 2 ЯМР для «чайников», или Десять основных фактов о ядерном магнитном резонанс Магниты для ЯМР-спектрометров
- ↑ Mice Levitated in Lab (англ.). Livescience.com (9 September 2009). Проверено 21 апреля 2012. Архивировано 31 мая 2012 года.
- ↑ Страница магнита на сайте коллаборации CMS
- ↑ Детектор CMS Магнит
- ↑ Сверхпроводимость Применения сверхпроводящих магнитов 2
- ↑ Сверхпроводимость Глава 5. Звезда сверхпроводимости Путеводная звезда
- ↑ На пути к термоядерной энергетике (ответы на вопросы после лекции)
- ↑ The Levitated Dipole eXperiment
- ↑ Левитирующий снежок в аду вывернул токамак наизнанку
- ↑ LHC: хронология создания и работы. Элементы.ру. Проверено 14 июня 2014. Архивировано 9 февраля 2014 года.
- ↑ Руководство ЦЕРНа стоит перед непростым выбором Проблемы с электрическими контактами
- ↑ 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]
- сверхпроводящии магнит
- Магнит сверхпроводящий
- Making Superconducting Magnets From the National High Magnetic Field Laboratory
- 1986 evaluation of NbTi and Nb3Sn for particle accelerator magnets.
- Лобовое столкновение Женевский колосс
