中国制造出世界上最强大的无超导电磁铁

探索点小小科技 2024-10-01 02:30:34
中国制造出世界上最强大的无超导电磁铁

来自中国的科学家提出了一种不使用超导性的电磁铁,它创造了世界纪录——它以 42 特斯拉 (tesla) 的力创造了一个稳定的电磁场,打破了之前美国类似装置的记录 0.6 特斯拉。如此强大的磁场对于开发更强的磁体和解决当前材料科学中的许多问题都是必要的。

图片来源: HFIPS

近年来,由于使用了超导性,产生强大的磁场变得更加容易。考虑到低温冷却,这与工艺本身的能源成本降低有关,并且可以实现更高的磁场强度值。例如,同一支中国科学家团队在两年前借助混合超导磁装置,达到了 45.2 T 的磁场强度。

然而,在某些情况下,使用传统电磁铁,有时称为电阻电磁铁(因为其线圈中的电流在沿电路循环时会受到电阻)被证明是更有利的。至少,它们不需要低温设备,尽管仍然不可能没有主动冷却 - 绕组会升温很多。在这种情况下,发明了 Bitter 磁体,以实现强力电磁铁的最佳冷却。

由铜板制成的 Bitter 磁铁的匝数之一的示例。图片来源: 维基百科上的数据

Bitter 磁体由导电和绝缘材料的交替层组成,其中钻孔以形成空间螺旋图案。磁铁中的磁场似乎集中在它下方,达到令人望而却步的值,水或其他制冷剂以极快的速度通过孔循环,带走绕组中的热量。中国科学家通过创造更先进的电磁装置领先于美国同行,并有望在未来超越这一结果。

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