Надпровідний магніт
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7f/20T_superconducting_magnet.png/220px-20T_superconducting_magnet.png)
Надпровідний магніт — електромагніт, в якому струм, що створює магнітне поле, протікає в основному по надпровіднику, внаслідок чого омічні втрати в обмотці надпровідного магніту дуже малі. Надпровідники другого роду можна застосовувати на практиці як важливий елемент в конструкції магнітів для створення постійних сильних полів[1].
![]() | |
---|---|
![]() |
Сверхпроводящий магнит в разрезе[2] |
Надпровідний магніт набуває свої надпровідні властивості тільки при низьких температурах, для цього його вміщують в посудину Дьюара, заповнену рідким гелієм, яку в свою чергу вміщують в посудину Дьюара з рідким азотом (щоб мінімізувати випаровування рідкого гелію).
Сили, що діють на діамагнітні об'єкти від звичайного магніту, занадто слабкі, проте в сильних магнітних полях надпровідних магнітів діамагнітні матеріали, наприклад шматочки свинцю, можуть парити, а оскільки вуглець і вода є речовинами діамагнітними, в потужному магнітному полі можуть парити навіть органічні об'єкти, наприклад живі жаби і миші[3].
Найбільшим на 2014 рік є надпровідний магніт, який використовується в центральній частині детектора CMS Великого адронного колайдера[4][5].
Надпровідні магніти використовуються в ЯМР- томографах (ЯМР — ядерний магнітний резонанс)[6] і в високопольних ЯМР спектрометрах.
Також надпровідні магніти використовуються в поїздах на магнітній подушці[7].
У ITER використовуються надпровідні магніти, що охолоджуються гелієм[8].
Надпровідний магніт є частиною установки «Експеримент з левітуючим диполем» (The Levitated Dipole eXperiment — LDX[9])[10].
Прискорювач «нуклотрон» створений на основі технології надпровідних магнітів, запропонованої і розвиненої в Лабораторії високих енергій, яка в даний час носить ім'я академіків В. І. Векслера і А. М. Балдіна[11].
27 квітня 2007 року в тунелі Великого адронного колайдера був встановлений останній надпровідний магніт[12]. У 2010 році саме надпровідні магніти, а точніше якість їх електричних контактів, були причиною невивода колайдера на проектну енергію 7 ТеВ тераелектронвольт[13]. Всього на ВАКу використовується тисяча двісті тридцять два надпровідних дипольних магнітів. Вони створюють магнітне поле аж до 8,2 Т[14].
Одним із преспективних застосувань надпровідних магнітів є надмісткі накопичувачі енергії. Наприклад, в магнітному полі тороїдальної обмотки обмотки ТОКАМАКа запасається 600 МДж енергії, або 166 кВт*год, енергія магнітного поля реактора ITER — 41 ГДж (близько 11 тис. кВт*год). Надпровідний магніт може зберігати накопичену енергію як завгодно довго[15].
У серіалі «Південний парк» в епізоді 1306 «Соснове дербі» батько Стена, щоб допомогти йому виграти перегони викрадає з ЦЕРНу надпровідний магніт. Під час заїзду машинка раптово прискорюється і виходить в космос, і при цьому досягає так званої «варп-швидкості» (перевищує швидкість світла).
- ↑ Сверхпроводники ReFeAsO можно использовать для генерации очень сильных магнитных полей • Юрий Ерин • Новости науки на «Элементах» • Физика. elementy.ru. Архів оригіналу за 9 липня 2014. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ ЯМР для «чайников», или Десять основных фактов о ядерном магнитном резонансе. elementy.ru. Архів оригіналу за 19 квітня 2015. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ Mice Levitated in Lab. Livescience.com (англ.). 9 вересня 2009. Архів оригіналу за 31 травня 2012. Процитовано 21 квітня 2012.
- ↑ Страница магнита на сайте коллаборации CMS. cern.ch. Процитовано 27 декабря 2017.[недоступне посилання з Февраль 2018]
- ↑ Детектор CMS • Устройство Большого адронного коллайдера. elementy.ru. Архів оригіналу за 11 березня 2010. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ Глава 4. Техника сверхпроводимости • В. Гинзбург, Е. Андрюшин • Книжный клуб на «Элементах» • Опубликованные отрывки из книг. elementy.ru. Архів оригіналу за 2 липня 2014. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ Глава 5. Звезда сверхпроводимости • В. Гинзбург, Е. Андрюшин • Книжный клуб на «Элементах» • Опубликованные отрывки из книг. elementy.ru. Архів оригіналу за 2 липня 2014. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ На пути к термоядерной энергетике (ответы на вопросы после лекции). elementy.ru. Архів оригіналу за 29 червня 2014. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ The Levitated Dipole eXperiment. mit.edu. Архів оригіналу за 23 серпня 2004. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ Левитирующий снежок в аду вывернул токамак наизнанку. www.membrana.ru. Архів оригіналу за 14 квітня 2015. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ НУКЛОТРОН. jinr.ru. Архів оригіналу за 31 січня 2005. Процитовано 23 февраля 2018.
- ↑ LHC: хронология создания и работы. Элементы.ру. Архів оригіналу за 9 лютого 2014. Процитовано 14 червня 2014.
- ↑ Руководство ЦЕРНа стоит перед непростым выбором • Игорь Иванов • Новости науки на «Элементах» • LHC, Физика. elementy.ru. Архів оригіналу за 10 липня 2014. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ Магнитная система LHC • Устройство Большого адронного коллайдера. elementy.ru. Архів оригіналу за 24 березня 2010. Процитовано 27 декабря 2017.
- ↑ Сверхпроводящий накопитель электрической энергии :: ПВ.РФ Международный промышленный портал. Архів оригіналу за 23 квітня 2021. Процитовано 9 січня 2020.
- 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
- сверхпроводящіі магніт
- Магніт надпровідний
- Making Superconducting Magnets From the National High Magnetic Field Laboratory
- 1986 evaluation of NbTi and Nb3Sn for particle accelerator magnets .
- Лобове зіткнення Женевський колос