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超导磁铁的起源

介绍

超导磁体是指超导线圈及其低温容器的总称。超导磁体是超导悬挂铁路最重要的核心部件。车辆的推进力、悬挂力和引导力均由超导线圈产生。与永磁体一样,超导磁体可以提供稳定的磁场,超导磁体还可以提供普通永磁体无法提供的高强度磁场,这也是磁悬浮铁路使用超导磁体的原因。由于高温超导体的发展,超导发生在液氮温度(78K),大大提高了超导材料的性能。但是,作为磁浮铁路使用的超导材料,高温超导材料在高强度磁场下的临界电流不能满足要求。

中国制造

2007年9月19日8时,北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPCⅡ)大粒子探测器北京谱仪超导磁体成功达到10000高斯(地球磁场的20000倍),电流达到3368安培,最大储能达到1000万焦耳,达到设计目标。该超导磁体由中国科学院高能物理研究所自主研发。它是北京光谱仪的关键部件之一,主要包括超导线圈、低温恒温器、冷物质和电磁力悬浮支撑结构和阀箱。

应用

制造超导磁体不仅仅是开云材料的问题。用一篇短文很难把这方面解释清​​楚。由于这方面的内容在磁学应用中非常有意义,所以特地简单解释一下。对于具有铁芯的电磁铁,要获得高于 2 (Tesla) 的磁通密度(1.6X10′ Amp/m 的磁场)是相当困难的。如果使用带有超导线圈的空心螺线管,可以获得大约3~15(特斯拉)的高磁通密度。该装置主要用于研究工作,如氢云室、MHD发电、电子显微镜、核磁共振、封闭等离子体(核聚变发电)等。如果火车达到每小时500公里的速度,可以使用磁悬浮的方法将火车悬离地面。只要驱动一次,火车就可以连续前进。实现这一方案的关键是使用超导磁体。

特征

(1)超导磁体线圈中的电流传输电阻为零,可以传导普通导线无法传导的强电流;
(2)可产生高达十特斯拉的强磁场,对大大提高核磁共振波谱仪的灵敏度和分辨率极为有利。同时,磁场的均匀性和稳定性也很好,非常适合现代光谱仪。磁铁; [5] (3)场强高且稳定均匀。目前超导磁体谱仪一般在200N~00MG左右,最高可达600MG。

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