Китайские ученые заявили о прорыве в области сверхпроводников: им удалось создать устойчивое магнитное поле силой 351 000 гаусс при помощи полностью сверхпроводящего магнита. Это достижение превзошло прежний мировой рекорд в 323 500 гаусс и стало важной вехой в развитии технологий высоких магнитных полей.
Разработкой занимался Институт физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP) в городе Хэфэй, провинция Аньхой. В проекте также участвовали Хэфэйский международный центр прикладной сверхпроводимости, Институт энергетики Национального научного центра в Хэфэе и Университет Цинхуа.
Для сравнения: магнитное поле Земли составляет всего около 0,5 гаусс. Новый результат более чем в 700 000 раз сильнее естественного геомагнитного поля планеты.
Как работает сверхпроводящий магнит
Секрет рекорда заключается в использовании вставной катушки из высокотемпературного сверхпроводника, которая размещается внутри низкотемпературных сверхпроводящих магнитов. Такое сочетание обеспечивает высокую стабильность даже в экстремальных условиях.
Во время испытаний магнит был доведен до 35,1 тесла и проработал в стабильном режиме полчаса, после чего был безопасно размагничен. Это подтвердило надежность технологии и возможность ее применения в длительных циклах работы.
Преодоленные трудности
Создание сверхпроводящего магнита такого уровня требовало решения сложных инженерных задач. Исследователи столкнулись с проблемами:
- концентрации механических напряжений,
- влияния экранирующих токов,
- многополевых эффектов в условиях низких температур и высоких нагрузок.
Преодоление этих барьеров позволило значительно повысить как механическую устойчивость, так и электромагнитные характеристики системы.
Зачем это нужно
По словам разработчиков, новое достижение приблизит коммерциализацию сложных научных инструментов. Одним из ключевых направлений станут ядерно-магнитные резонансные спектрометры, применяемые в медицине и химическом анализе.
Кроме того, такие магниты открывают путь к развитию:
- систем магнитного удержания плазмы для термоядерного синтеза,
- технологий магнитной левитации,
- электромагнитного космического привода,
- сверхпроводящего индукционного нагрева,
- систем эффективной передачи электроэнергии.
Сверхпроводящие магниты играют ключевую роль в установках магнитного удержания, где они создают своеобразную «магнитную ловушку» для плазмы. Именно такие технологии должны обеспечить устойчивые реакции термоядерного синтеза — перспективного источника чистой энергии будущего.
ASIPP активно участвует в международных исследованиях, в том числе в проекте ITER — крупнейшем мировом эксперименте по термоядерной энергетике. Китайская сторона отвечает за поставку важных компонентов: сверхпроводников, корректирующих катушек и питателей магнитных систем.
