Uus maailmarekord: seni tugevaim magnetväli!

 (14)

Dresdeni tugeva magnetvälja labori teadlased valmistavad uut magnetpooli ette eksperimendiks
Dresdeni tugeva magnetvälja labori teadlased valmistavad uut magnetpooli ette eksperimendiks

Nädal aega tagasi püstitati HZDR (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendor) laboris magnetinduktsiooni suuruse uus maailmarekord, 91.4 T (tesla, magnetinduktsiooni ühik). Rekordini viis Dresdeni HLD (High Magnetic Field Laboratory Dresden) teadlaste, eesotsas Sergei Zherlitsyniga, valmistatud eriline elektromagnetpool.

Paarsada kilo kaaluv pool suudab nimetatud välja alal hoida vaid mõned millisekundid, ent seegi aeg võimaldab teadlastel kasulikku tööd teha, vahendab Fyysika.ee.

„Me ei aja taga maailmarekordeid, vaid üritame luua kasulikku tööriista materjaliteadlastele,“ selgitab HLD direktor Joachim Wosnitza. Teadlased on tugevaima magnetväljaga seadme kasutamise üle uhked. See annab uurimistöödes eelise. Mida tugevam väli, seda täpsemalt saavad teadlased uurida uuenduslikke elektritakistuseta ülijuht-elektroonikakomponentide tehnoloogiaid. Taolisi magnetväljasid tekitatakse elektrivoolu juhtimisel läbi vasest pooli.

Ent poolis tekitatud magnetväli mõjutab ka selles kulgevat voolu, üritades laengukandjaid poolist välja tõugata. Mida tugevam on vool, seda suuremad on jõud. Näiteks 25 T magnetväli suudab juba vasest juhi purustada. Joachim Wosnitza toob tervikpildi loomiseks näite olmeelektroonikast – keskmise külmkapi mootori magnetvälja tugevus on 0.05 T.

Seotud lood:

Tulevikumaterjalide elektrilaengute suuruste määramiseks on vaja väga suuri magnetinduktsiooni väärtusi, näiteks 90 – 100 T. „Sajateslases väljas tekitaks Lorentzi jõud (loe vikipeediast) poolis jõu, mis on 40 000 korda suurem merepinnale mõjuvast atmosäärirõhust. Selline väli sunniks vaskjuhi plahvatama. Seetõttu kasutavadki teadlased erilisi vasesulameid, mis suudavad karmidele tingimustele vastu panna. Lisaks erilistele sulamitele kaetakse pooli keerud eriti tugevast fiibrist korsetiga. Sarnaseid materjale kasutatakse näiteks kuulikindlate vestide valmistamisel. HZDR tehnikud keeravad kuus korsetiga juhet pooliks, mille südamikus on 16 mm avaus. Katse seadistus võimaldab lühikeste 0.02 s vooluimpulssidega tekitada 50 T magnetvälja.

Loe veel

50 T on aga varasemast Ameerika Los Alamose laboris püstitatud 89 T väljast oluliselt väiksem. Rekordväljundi saamiseks lisati HLD poolile teine kaheteistkihiline pool. Välimine keerukiht on aga nõrgema vastupidavusega kui sisemine, suutes juhtida voolu, milles tekitatud jõud on võrdelised 2500 kordsele atmosfäärirõhule. Välist keerukihti katab ja toestab plastmassist korsett, mille toel suudetakse viiendiksekundiliste vooluimpullsidega tekitada 40 T magnetväli. Koos sisemise keerukihiga saadaksegi kokku enam kui 90 T välja tugevus. Lisaks kõigele ümbritseb komposiitpooli terasest mantel. Pooli kogukõrguseks on 55 cm ja läbimõõduks 32 cm. Väliselt sarnaneb elektromagnet keskmisest suurema veeämbriga. Seadme arendamiseks kulus nädalaid. Raske töö vilju saavad nüüd maitsta teadlased kõikjal maailmas, kelle uurimistöödes on suured väljatugevused hädavajalikud.

Dresdeni labori ukse taga on pikk ja elav järjekord. Euroopa, Ameerika ja Jaapani teadlased reserveerivad järjepanu materjaliuuringuteks HZDR laborisse aegu. Dresdenis paiknevad viie pooliga viis tuba ei suuda enam koormusele vastu panna. 2015. aastaks kavatsetakse valmistada kuus sarnast „pulss-pooli“ (pulse cell). Jõudmine maailmarekordini ei ole teadustöö indu vähendanud, pigem vastupidi, huvi suureneb ja töö jätkub.

Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!

Jäta kommentaar
või kommenteeri anonüümselt
Postitades kommentaari nõustud reeglitega
Loe kommentaare Loe kommentaare

FORTE TOP

Viimased uudised