مغناطيس فائق التوصيل
المغناطيس فائق التوصيل superconducting magnet هومغناطيس كهربائي مصنوع من ملفات من سلك فائق التوصيل. ويجب تبريدهم إلى درجات حرارة كريوجينية أثناء عمله. وفي حالته فائقة التوصيل فإن السلك يمكنه نقل تيارات كهربائية أكبر بكثير من السلك العادي، خالقاً مجالات مغناطيسية شديدة. ويمكن للمغناطيسات فائقة التوصيل انتاج مجالات مغناطيسية أكبر من جميع المغناطيسات الكهربائية، عدا أقواهم، ويمكن حتىقد يكونوا أرخص تشغيلاً لعدم تبديدهم للطاقة كحرارة في الملفات.
الإنشاء
التبريد
المواد
لفات الملف
التشغيل
مصدر الطاقة
النسق المتواصل
تيار اللف والمجال المغناطيسي، لن يدوما في الواقع إلى الأبد، بل سيضمحلان ببطء حسب ثابت زمني (L/R) حاث عادي:
حيث هي a small residual resistance in the superconducting windings due to joints or a phenomenon called flux motion resistance. تقريباً جميع المغناطيسات فائقة التوصيل التجارية مزودة بمفاتيح متواصلة.
انطفاء المغناطيس
الانطفاء quench هوانهاء غير طبيعي لعمل المغناطيس يحدث عندما يدخل جزء من الملف فائق التوصيل في حالة (مقاومة) عادية. ويمكن حدوث ذلك بسبب حتى المجال داخل المغناطيس أصبح كبيراً جداً، معدل تغير المجال أصبح كبيراً جداً (مسبباً تيارات دوامية وتسخين ناتج في المصفوفة الداعمة النحاسية)، أواجتماع الاثنين. والأكثر ندرة هووجود عيب في المغناطيس يؤدي إلى اطفائه. وحينما يحدث ذلك، فإن ذلك الموضع يصبح عرضة لتسخين جول سريع، الأمر الذي يحمل درجة حرارة المناطق المحيطة.
التاريخ
على الرغم من حتى فكرة خلق مغناطيسات كهربائية بسلك فائق التوصيل قد اقترحها هايكه كامرلنغ اُنـِّس بعد قليل من اكتشافه الموصلية الفائقة في 1911، فإن انتاج نسخة عملية من المغناطيس الكهربائي فائق التوصيل كان عليها انتظار اكتشاف الموصلات الفائق من النمط الثاني التي يمكنها تحمل المجالات المغناطيسية العالية. وأول مغناطيس فائق التوصيل ناجح أنشأه جورج إنتما في 1954 باستخدام سلك نيوبيوم وحقق مجالاً قدره 0.71 T عند 4.2 ك.
وفي 1986، نشـَّط اكتشاف الموصلات الفائقة عالية الحرارة، على أيدي گيورگ بدنورز وكارل مولر، حقل الدراسة، مما حمل من احتمال التوصل لمغناطيسات يمكن تبريدها بالنيتروجين السائل بدلاً من الهليوم الأكثر صعوبة في التناول.
الاستخدامات
طالع أيضاً
- Fault current limiter
- ضخ الفيض Flux pumping
الهامش
- ^ Yntema, G.B. (1955). "Superconducting winding for electromagnets". Physical Review. APS. 98: 1197.
للاستزادة
- 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
وصلات خارجية
- Making Superconducting Magnets From the National High Magnetic Field Laboratory
- 1986 evaluation of NbTi and Nb3Sn for particle accelerator magnets.
