相当地球磁场90万倍!我国打破美国保持23年纪录,强磁场有啥用?


相当地球磁场90万倍!我国打破美国保持23年纪录,强磁场有啥用?


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相当地球磁场90万倍!我国打破美国保持23年纪录,强磁场有啥用?


45.22万高斯!
我国稳态强磁场实验装置实现重大突破 , 混合磁体装置产生了45.22特斯拉的稳态磁场 , 相当于地球磁场的90多万倍 , 打破了自1999年以来 , 由美国国家强磁场实验室混合磁体创造的45特斯拉的世界纪录 , 从此我国成为这一世界纪录的保持者!

对于吃瓜群众而言 , 这事听起来似乎很厉害 , 但自己一脸懵逼 。
“这个世界纪录是如何创造的?”
“我国创造相当于地球磁场90多万倍强度磁场究竟有啥用?”
【相当地球磁场90万倍!我国打破美国保持23年纪录,强磁场有啥用?】“跟我有什么关系?”
这事还真的跟你有关系 , 咱们在医院用到的核磁共振就和它有关系 。 别急啊 , 这篇文章就带你详细了解一下 。
世界纪录是如何创造的?中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心一共有10台磁体 , 其中包括:5台水冷磁体 , 4台超导磁体以及1台混合磁体 。
此次45.22万高斯的世界纪录是由一台磁体口径32毫米的混合磁体产生的 。

混合磁体由内水冷磁体 , 外超导磁体组合而成 , 外围包括复杂的配套支撑系统 。 混合磁体是国际上难度最高的磁体 , 但它也是能够产生最高稳态磁场的磁体 , 此次咱们也就是用它来打破的美国保持23年之久的世界纪录 。
科学家很早就知道 , 电和磁有很密切的关系 , 电可以生磁 , 咱们家用的导线就会有磁场 , 只是磁场太弱了 , 为了制作出更强的磁场 , 咱们必须要想点办法 。
比如:把一根直导线缠绕几圈 , 得到一个螺旋管 , 产生的磁场就比单根导线磁场强 。 如果在螺旋管中间放入一个铁芯 , 得到的磁场就会进一步增强 。

这样简单的装置能够产生的磁场是有限的 , 无法进一步突破 , 为了获得更强的磁场 , 咱们的科学家设计了更复杂的装置 , 比如:水冷磁体装置 , 超导磁体装置 , 以及内水冷磁体 , 外超导磁体的混合磁体装置 。
  • 超导磁体
超导 , 就是在低温环境下 , 处于超导态的导体电阻会消失的一种材料 , 超导磁体就是带有磁性的超导体 。 超导磁体在直流电的条件下运行 , 不会发生能量损耗 , 可以通过强度很大的电流产生巨大的磁场 。

超导材料有很多 , 但是我国选择的是铌三锡 , 混合磁体的外超磁体由7组铌三锡超导股线 , 绕成的超导线圈组成 。
超导材料有了 , 可该如何降低超导材料的温度呢?
液氦就是比较好的选择 , 在常温环境下 , 液氦的温度不高于268.9℃ , 液氦从导线内部流过时 , 就可以降温 , 让超导磁体能够在零电阻的工作环境下工作 , 产生强大的磁场 。

  • 水冷磁体
水冷磁体则是由比特片组装而成 , 提到比特片很多人会想到比特币 , 其实它俩没有任何关系 , 比特片是由大小不一的圆形片状组成 , 仔细看 , 你会发现它身上有许多小孔 , 事实上 , 这些小孔的大小和位置也是经过特殊设计 。

比特片的制作非常复杂 , 除了尺寸和小孔的位置、形状要求之外 , 对光滑度要求也极高 , 不能有毛刺 , 去除毛刺后还要抛光 , 镀银 , 以及组装时要求环境非常洁净 。
水冷磁体装置会使用比特片和绝缘片堆叠到一起组成 , 就好像是螺旋管一样 , 只不过螺旋管用到的是导线 , 这里用到的是比特片 。
在组装时 , 工作人员会根据科学计算 , 研究合适的比特片大小 , 开孔位置和形状等 , 在安装时还要严格按照设计图 , 确保每一片都要能装到位 , 这样才能够让电流能够按照既定的方案分布 。

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