Сверхпроводящая магнитная система
Cтраница 3
Один из способов подведения к обмотке достаточного количества холода состоит в прокачке через нее жидкого гелия. Стационарная стабилизация за счет принудительной циркуляции жидкого гелия осуществлена в ряде крупных сверхпроводящих магнитных систем. Во всех подобных обмотках используются полые провода, по которым гелий течет в продольном направлении так же, как ток. [31]
Более глубокие представления об электромагнитном поле, описание процессов, происходящих в сверхпроводящих магнитных системах, в астрофизике ждут своего решения. [32]
Более глубокие представления об электромагнитном поле, описание процессов, происходящих в сверхпроводящих магнитных системах, в астрофизике и биодвигателях ждут своего решения. [33]
Сверхпроводящие камеры уже эксплуатируются. Так, в жидководород-ной пузырьковой камере Европейского центра ядерных исследований в Женеве используется сверхпроводящая магнитная система. Она состоит из двух соленоидов, каждый из которых набран из 20 плоских секций - блинов, а каждый блин имеет внутренний диаметр 4 7 м, длину 1 5 м и располагается на расстоянии 1 м от соседнего блина. [34]
Не исключено, что уже в ближайшее время в структуре потребления гелия могут произойти значительные изменения. Это в первую очередь связано с научно-техническим прогрессом в области энергетики и электротехники при использовании принципа сверхпроводимости при разработке и создании сверхмощных электрических машин, сверхпроводящих линий электропередачи и мощных сверхпроводящих магнитных систем. [35]
Сверхпроводящие магнитные системы экономически выгоднее по сравнению с обычными. Это подтверждается и накопленным опытом эксплуатации сверхпроводящих магнитных систем самого различного назначения. Самой большой по объему и весу из действующих сверхпроводящих магнитных систем является цилиндрическая магнитная система водородной пузырьковой камеры, созданная в США. [36]
Поле В0 вызывает расщепление уровней энергии, между которыми индуцируются ЯМР-переходы. Для создания статического магнитного поля могут использоваться три типа магнитов: электромагниты, постоянные магниты и сверхпроводящие магниты. В настоящее время в ЯМР-спектро-скопии высокого разрешения в основном используются сверхпроводящие магнитные системы, поскольку лишь они могут удовлетворить высоким требованиям, предъявляемым к спектрам ЯМР. В спектроскопии ЯМР неизменно сохраняется тенденция к увеличению напряженности магнитного поля, поскольку увеличение этого параметра обеспечивает возрастание разрешающей способности и выигрыш в чувствительности. В томографии наряду со сверхпроводящими магнитами используются также и электромагниты, так как здесь вопрос о целесообразности выбора того или иного магнитного поля не является столь очевидным и экономические соображения не всегда являются определяющими. Постоянные магниты в настоящее время почти не находят применения как для спектроскопии, так и для томографии. [37]
Таким образом, оказывается, что будущее нашей энергетики в большой степени зависит от создания мощных сверхпроводящих магнитных систем. К счастью, перспективы тут весьма благоприятны. Непрерывно понижается стоимость пока еще весьма дорогих сверхпроводящих материалов, накапливается опыт работы с низкотемпературным оборудованием и непосредственно с крупными сверхпроводящими магнитными системами. Можно с уверенностью утверждать, что уже в ближайшие годы вполне реальна постройка сверхпроводящих магнитных систем с полем в несколько Тесла, создаваемым в рабочем объеме порядка кубических метров. [38]
Важная роль в этих исследованиях принадлежит описанным ниже специальным методам. Так, например, в тех случаях, когда приходится иметь дело с очень малыми образцами, неоценимую помощь оказывает применение методов фурье-преобразования спектра в сочетании с усреднением по времени и применением сверхпроводящих магнитных систем. [39]
Сегодня мало кто сомневается в будущем сверхпроводящих магнитов. Пора детских болезней кончилась, и наступление идет полным ходом. Тл, создаваемые сверхпроводящими соленоидами в объемах до 10 см3, стали доступны большинству физических лабораторий. Речь идет уже о крупных сверхпроводящих магнитных системах с рабочей зоной ( диаметром), измеряемой метрами, и индукцией магнитного поля 5 Тл и больше. Сильные магнитные поля и притом в больших объемах целесообразно создавать только с помощью сверхпроводящих магнитов. Такие магниты чрезвычайно необходимы современной физике и технике. [40]
 |
Многозначная стабильность полого провода в неподвижном жидком гелии. [41] |
Степень стабилизации провода при принудительном охлаждении очень чувствительна к температурному запасу 6g - 80, поскольку именно этот запас определяет величину полной энергии, которую может поглотить хладоагент. Поэтому рабочий ток циркуляционного сверхпроводящего магнита должен быть несколько меньше критического тока. Но снижение рабочего тока невыгодно, так как при этом возрастают расходы на сверхпроводник. Одним из важных факторов, которые необходимо учитывать при проектировании сверхпроводящих магнитных систем с принудительным охлаждением, является увеличение эксплуатационных расходов за счет дополнительной мощности на прокачку гелия. [42]
Таким образом, оказывается, что будущее нашей энергетики в большой степени зависит от создания мощных сверхпроводящих магнитных систем. К счастью, перспективы тут весьма благоприятны. Непрерывно понижается стоимость пока еще весьма дорогих сверхпроводящих материалов, накапливается опыт работы с низкотемпературным оборудованием и непосредственно с крупными сверхпроводящими магнитными системами. Можно с уверенностью утверждать, что уже в ближайшие годы вполне реальна постройка сверхпроводящих магнитных систем с полем в несколько Тесла, создаваемым в рабочем объеме порядка кубических метров. [43]
Импульсные генераторы должны накапливать энергию, для чего имеется две возможности: за счет кинетической энергии вращающихся частей и за счет энергии магнитного поля. Этой энергией необходимо управлять, и такие генераторы должны иметь небольшую постоянную времени. В электромеханике эти требования противоречивы, однако создание таких генераторов возможно. Часто к импульсным генераторам предъявляются требования, которые в индуктивных ЭП выполнить трудно, поэтому целесообразно применять конструкции емкостных или индуктивно-емкостных импульсных генераторов. Для накопления большой энергии в магнитном поле применяются сверхпроводящие магнитные системы. [44]
И в заключение несколько слов о космических профессиях сверхпроводящих магнитов. Сильные магнитные поля сверхмагнитов могут быть использованы для экранирования космических кораблей от проникающей радиации. Хорошо известно, что в космосе имеются области повышенной радиации. Всех нас защищает от радиации магнитное поле Земли. Оно искривляет траектории заряженных частиц и не позволяет многим из них достигнуть поверхности Земли. Но если космонавт совершает полет на борту космического корабля, то он может оказаться в зоне повышенной радиации, например, при прохождении так называемых радиационных поясов. Ясно, что для безопасности полета космический корабль необходимо по примеру Земли окружить магнитным полем. Но в космос громоздкие и прожорливые электромагниты не возьмешь - на корабле должна находиться компактная сверхпроводящая магнитная система, создающая надежную магнитную защиту. [45]
Страницы: 1 2 3