Китайские исследователи достигли нового рубежа в сверхпроводящих технологиях. В воскресенье они объявили об успешном создании стабильного магнитного поля силой 351 000 гаусс с помощью полностью сверхпроводящего магнита.
Это достижение бьёт предыдущий мировой рекорд в 323 500 гаусс и подчёркивает прогресс Китая в области передовых магнитных технологий.
Магнит был разработан Институтом физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP) в городе Хэфэй, провинция Аньхой. В проекте также участвовали Хэфэйский международный центр прикладной сверхпроводимости, Институт энергетики Хэфэйского комплексного национального научного центра и Университет Цинхуа.
Для сравнения наша Земля действует как гигантский магнит, но создаваемое ею геомагнитное поле составляет всего около 0,5 гаусса. Это означает, что новое поле более чем в 700 000 раз сильнее естественного магнитного поля нашей планеты.
Читайте: Китайская суперантенна – От связи с подлодками до поиска ископаемых
Значение достижения
По словам исследовательской группы, эта разработка поможет ускорить коммерциализацию передовых научных приборов на основе сверхпроводимости.
Одним из ключевых примеров являются спектрометры ядерного магнитного резонанса (устройства, используемые для получения изображений в медицине, например, в аппаратах МРТ, и для химического анализа), которые широко применяются в таких областях, как медицинская визуализация и химия.
Кроме того, этот магнит обеспечивает важнейшую техническую поддержку для нескольких передовых направлений. К ним относятся системы магнитов для термоядерного синтеза, космические электромагнитные двигатели, сверхпроводящий индукционный нагрев, технологии магнитной левитации и системы эффективной передачи энергии.
Каждая из этих областей требует чрезвычайно сильных и стабильных магнитных полей для эффективной работы.
Лю Фан, научный сотрудник ASIPP, пояснил, что в магните используется технология высокотемпературной сверхпроводящей вставки (сверхпроводимость — свойство материалов обладать нулевым электрическим сопротивлением при очень низких температурах).
Эта вставка коаксиально вложена в низкотемпературные сверхпроводящие магниты для создания стабильности в экстремальных условиях.
Преодоление технических трудностей
Прежде чем достичь рекордно высоких показателей, команда столкнулась с несколькими инженерными препятствиями.
Им пришлось решить такие проблемы, как концентрация напряжений, эффекты экранирующих токов (нежелательные токи, возникающие в сверхпроводнике и мешающие основному полю) и эффекты многополевой связи, которые возникают в условиях низких температур и сильных полей.
Преодолев эти трудности, исследователи значительно улучшили как механическую стабильность, так и электромагнитные характеристики магнита. Новая конструкция гарантирует, что система может оставаться стабильной во время длительной работы без потери производительности.
Во время тестового запуска магнит был заряженный энергией до 35,1 тесла (единица измерения магнитной индукции, равная 10 000 гаусс) и поддерживал стабильную работу в течение 30 минут. Затем был безопасно размагничен, что доказывает надёжность нового подхода.
Эта демонстрация подтвердила, что технология способна выдерживать длительное использование в сложных условиях.
Применение в термоядерном синтезе и за пределами
Сверхпроводящие магниты являются жизненно важной частью установок для термоядерного синтеза с магнитным удержанием.
Эти устройства используют мощные магнитные поля для создания «магнитной клетки», которая удерживает плазму (сверхнагретый ионизированный газ, считающийся четвёртым состоянием вещества) при экстремально высоких температурах, обеспечивая протекание устойчивых термоядерных реакций.
ASIPP уже много лет активно занимается исследованиями в области термоядерного синтеза. Институт также добился полной локализации производства сверхпроводящих материалов, устройств и систем в Китае, что снижает зависимость от импорта.
Являясь основным китайским участником проекта Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), ASIPP взял на себя ответственность за несколько важнейших компонентов. К ним относятся сверхпроводники, корректирующие катушки и фидеры магнитов, которые будут поддерживать работу крупнейшего в мире термоядерного эксперимента.
Новый рекорд производительности сверхпроводящего магнита не только укрепляет роль Китая в глобальных исследованиях термоядерного синтеза, но и открывает двери для технологий нового поколения.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU