Çiçek "kokusu" acı bir soğuktan gelir - güçlü bir manyetik alanın merkezindeki metal bir çiçeğin hikayesi
"Bilim ve sanat aynı dünyanın farklı yönleridir. Bilimin zirvesine giden yolda sayısız güzel şeyle karşılaşacaksınız ve insanların bilime bağlılığı onları daha güzel kılıyor."
Şekil 1
şekil 2
Şekil 1'in büyütülmüş detayı, çiçekleri düşünmekten yardımcı olamaz, ama işte sonsuz çekicilik yayan metal bir çiçek. İnsanların ona olan takıntısı onu sürekli olarak geliştirdi ve geliştirdi, onu "çiçek açarken" daha güzel hale getirdi. İnsanları daha yüksek bir süper iletken ve güçlü manyetik alanın peşine düşme yolunda yönlendiren özel bir "tel" in enine kesit görünümü, ancak bu tür bir tel, ortaokulumuzdaki manyetik alanı elde etmek için bir tele enerji veren sıradan "tel" den farklıdır. "Farklı, profesyonel olarak adlandırılan CICC (Kablo kanal içi iletken) iletkeni (yani, borudaki kablo iletkeni).
Şekil 1, Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı tarafından ilk günlerde yapılan süper iletken mıknatısın CICC iletken kesitidir Şekil 2, bugün Çin Bilimler Akademisi Yüksek Manyetik Alan Bilimi Merkezi tarafından geliştirilen CICC kesitidir.
Bu metal çiçekler nasıl yapılır? Bu metal çiçekler bakır tel ve süper iletken telden bükülür (Çin Bilimler Akademisi Yüksek Manyetik Alan Bilim Merkezi niyobyum ve kalay tel kullanır) Son olarak çiçekler birbirine bastırılır ve dış tabakaya bir parça konur. Zırh, ortasında yaklaşık% 30-35 gözeneklilik olan özel bir "tel" haline gelir.
Şekil 3 Ortadaki boşluk bu CICC bölümünden açıkça görülebilir.
Daha sonra bu "teller" süper iletken bobinlere sarılır ve bobinler süper iletken mıknatıslar halinde birleştirilir Süper iletken mıknatıslar, araştırmacıların fiziksel ve kimyasal malzemeler gibi çeşitli alanlarda bilimsel araştırmalar yapmaları için güçlü manyetik alanlar oluşturur. Bu, Çin Bilimler Akademisi'nin Yüksek Manyetik Alan Bilim Merkezi Süper İletken Mıknatıslarının araştırmacılar için bir "evlilik kıyafeti" yapmak ve geleneksel ortamdan farklı güçlü bir manyetik alana sahip bilimsel bir araştırma ortamı sağlamak için nihai hedefidir.
Şekil 4 CICC iletkeni
Şekil 5 CICC bir bobine sarılır
Çin Bilimler Akademisi Yüksek Manyetik Alan Bilim Merkezi'nin hibrit mıknatıs dış süper iletken mıknatısı, sırasıyla seri olarak A, B, C ve D bobinlerinden oluşan yedi bobinden oluşur. Bunların arasında, D üst üste bindirilir ve D1, D2, D3 ve D4 tarafından bir bütün halinde birleştirilir ve AB bobini üst üste getirilir ve bir bütün halinde birleştirilir. Bu nedenle, üç büyük bobin AB, C ve D, tüm mıknatıs bobini oluşturmak için bir araya getirilir ve tüm bobinler seri olarak bağlanır.
Süper iletken mıknatıslar oldukça mizaçlıdır ve her zaman birçok çalışma koşullarına sahiptirler, yani tolere edilebilir çalışma ortamı, kritik manyetik alan, kritik akım yoğunluğu, kritik sıcaklık vb. Gibi nispeten serttir ve belirli koşulları olmadığı sürece çalışmaya isteksizdirler.
Kritik sıcaklık, bu çiçeklerin kötü bir "soğukluk açgözlülüğü" hobisine sahip olduklarını, ne kadar sevdiklerini belirler; sadece yazın herkesin sevdiği dondurmayı değil, sıfır santigrat derece değil, sıfırın altında birkaç yüz santigrat derece. Ayın gece sıcaklığı, dünya tarafından kaydedilen en düşük sıcaklıktan iki kat daha soğuk ve 3,5 kat daha soğuktur.
Şu anda Çin Bilimler Akademisi'nin Yüksek Manyetik Alan Bilim Merkezi tarafından 10T manyetik alan üreten süper iletken mıknatıslar 4.5K (eksi 268.65 santigrat derece) süper kritik helyum ile soğutuluyor. Çalışırken, süper kritik helyum CICC'deki boşluklardan 5 barlık bir basınçta (beş atmosferden daha az) akar ve düşük sıcaklıkta çalışan bir ortama ulaşır (bu soğutma yöntemine zorlamalı akış soğutma denir) ve akım, sıfır dirençli süper Tel, bir manyetik alan oluşturmak üzere yönlendirilir. Söndürüldükten sonra akım, dolaşım için hemen bakır malzemeye aktarılır. Bobin içindeki bakırın sadece mekanik ayarlamada değil, daha da önemlisi söndürme korumasında da rol oynadığı görülebilir.
Birisi yardım edemiyor ama soruyor: Neden süper kritik helyum iletkendeki dar boşluktan sadece 5 bar basınçla akabilir? Bunun nedeni, süper kritik helyumun viskozitesinin, boşluktan neredeyse dirençsiz akabilecek kadar küçük olmasıdır.
Bu mıknatısın sıcaklığı neredeyse her zaman eksi 269 santigrat derecede tutulmalıdır (çalıştırma ve çalıştırmama koşulları dahil). Mıknatıs oda sıcaklığındaysa, çalışma düşük sıcaklık durumuna soğuması en az 6 hafta sürecektir.
Çiçeklerin "kokusu" acı soğuktan gelir ve bu metal çiçekler, ancak böylesine aşırı soğuğa dayanabilirlerse, dünyadaki en güçlü sabit durum manyetik alanına katkıda bulunabilirler.
Yazar, Çin Bilimler Akademisi, Hefei Araştırma Enstitüsü Yüksek Manyetik Alan Merkezi'nin bir personel üyesidir.
