Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Uruchomiono najpotężniejszy magnes na świecie

Recommended Posts

W National High Magnetic Field Laboratory na Florida State University uruchomiono najpotężniejszy magnes na Ziemi. Wybudowany kosztem 2,5 miliona dolarów system generuje pole magnetyczne o natężeniu 25 tesli, o 500 000 razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Poprzedni rekord należał francuskiego magnesu generującego 17,5 tesli. System składa się z dwóch magnesów, a pomiędzy nimi jest o 1500 razy więcej miejsca niż w systemie francuskim, co pozwoli na przeprowadzanie znacznie większej gamy eksperymentów i badań naukowych.

Mag Lab opracowało w przeszłości wiele rekordowych magnesów, jednak ten system to największy od 20 lat pojedynczy krok w kierunku ulepszenia technologii - mówi Mark Bird, dyrektor laboratorium.

Od dziesięcioleci silne pola magnetyczne jest wykorzystywane np. do badania właściwości różnych materiałów. Nowy magnes daje nadzieję na dokonanie kolejnych odkryć i poszerzenie naszej wiedzy.

Potężne magnesy buduje się z bardzo gęsto ułożonych zwojów miedzi i przepuszczanie przez nie prądu elektrycznego. Całe natężenie pola skupia się w centrum zwoju. W centrum umieszczono cztery eliptyczne porty, które dają naukowcom dostęp do wnętrza systemu bez przerywania jego pracy, co jest niezbędne do prowadzenia eksperymentów.

Umieszczenie czegokolwiek wewnątrz systemu nie jest sprawą prostą. Dość zauważyć, na magnesy wywierany jest nacisk 500 ton, utrzymujący je razem, przepuszczany jest przez niego prąd o natężeniu 160 000 amperów, a w każdej minucie przez centrum systemu przelewa się ponad 13 000 litrów wody chłodzącej magnesy.

Do przeprowadzenia eksperymentów przy użyciu magnesu przygotowują się już chemicy, fizycy i biolodzy.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hmm, to jak to się ma do drezdeńskiego rekordu 91,4 Tesli…? Tyle, że tam tak silne pole można było utrzymać bardzo krótko.

Share this post


Link to post
Share on other sites

oczywiscie w notce jest pewna niescislos. najprawdopodobniej chodzi o magnes z polem stalym ().

 

magnesy impulsowe o wiekszych polach (zwane magagauss) nie sa niczym zaskakujacym. mozna tutaj przytoczyc przyklady grup niemieckiej (Berlin, juz chyba nieistniejaca grupa von Ortenberga ?) czy tez francuskiej (Tuluza), gdzie spokojnie siegano odpowiednio do 80 i 140 Tesli.

 

rzecz w tym, ze sa to tzw. techniki 'single turn coil', tj. w cewke wpuszczany jest prad o duzym natezeniu i faktycznie pomiar odbywa sie w bardzo krotkim czasie, gdyz cewka ulega zniszczeniu (jest rozrywana). czesto rowniez probka nie przezywa, a bywaja nawet drobne pozary.

 

inna ciekawostka sa jeszcze silniejsze magnesy. tam uklad obkladany jest ladunkami wybuchowymi, ktore maja zagescic pole magn. widzialem zdjecia z Rosji, gdzie przed eksperymentem ludzie cos majstrowali przy ukladzie w futrzanych czapach (akurat byla zima), a po eksperymencie byla tylko osmolona sciana i nic wiecej. nie pamietam jaki pola osiagano, ale na oko celuje w okolo 400 T.

 

zatem przez owa niescislosc temat troche na wyrost :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

oczywiscie w notce jest pewna niescislos. najprawdopodobniej chodzi o magnes z polem stalym ().

 

Magnes z polem stałym, który czerpie prąd i wymaga chłodzenia?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Magnes z polem stałym, który czerpie prąd i wymaga chłodzenia?

Czyżby elektromagnes?

Share this post


Link to post
Share on other sites

@ wilk

 

sa dwa glowne wyzwania zwiazanych z duzymi polami. glowne to temperatura (zwykle cieplo Joule'a) oraz sily wytwarzane przez pola magn. (po polsku chyba naprezenie Maxwella). przy takich gestosciach pradu i takich polach ujarzmienie obu staje sie problemem. stad m.in. takie potezne ilosci wody i wspomniany nacisk zapewniajace chlodzenie i przeciwdzialanie 'puchnieciu' cewki.

 

swoja droga istnieje cos takiego jak 'non-destructive limit' siegajacy 100 Tesli. generalnie ograniczenia sa oczywiscie zalezne od techniki. w powszechnym wykorzystaniu sa magnesy nadprzewodzace siegajace do 25 T, oporowe do 35 T. potem zaczynaja sie hybrydowe. w kwestii pol magn. stalych ograniczenie to ok. 40 T. inna sciezka to metody impulsowe. tutaj mozna siegnac naprawde wysoko zaleznie od pomyslowosci kontruktorow.

 

musze skorygowac i moge uzupelnic poprzednia moje wypowiedz. berlinczycy siegali spokojnie do 280 T. natomiast w eksperymentach rosyjskich (instytut w Sarow) - tych wybuchowych - mozna osiagnac nawet 560 T. znalazlem kilka fotek:

 

1. cewka 'single turn coil' ( http://tinyurl.com/3rjexrv )

1. cewka - przed i po eksperymencie ( http://tinyurl.com/4y2kefy )

1. Sarow - uklad przed eksperymentem ( http://tinyurl.com/3jc2w4h )

1. Sarow - po eksperymencie ( http://tinyurl.com/3s66t98 )

Share this post


Link to post
Share on other sites
na Florida State University uruchomiono najpotężniejszy magnes na Ziemi. Wybudowany kosztem 2,5 miliona dolarów system generuje pole magnetyczne o natężeniu 25 tesli, o 500 000 razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi.[/size] 

Niech go włączą na tydzień bez przerwy a zostaną kolejnym kandydatem na biegun.  :):P  Ciekawe jak szybko są w stanie zmieniać bieguny tej zabawki jak szybciej niż 150 000/s to mają szanse topić żelazo w powietrzu (ruch lotniczy należy wstrzymać ) http://www.cnc.info.pl/topics117/mlot-resorowy-czy-prasa-hydrauliczna-do-kuzni-amatora-vt20948.htm

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowy zespół naukowy opracował metodę przechowywania danych, która niemal nie zużywa energii. Cyfrowe dane są zapisane na nośniku magnetycznym, który nie potrzebuje zasilania. Cała metoda jest niezwykle szybka i rozwiązuje problem zwiększenia wydajności przetwarzania danych bez zwiększania poboru energii.
      Obecnie centra bazodanowe odpowiadają za 2–5 procent światowego zużycia energii. W czasie ich pracy generowane są olbrzymie ilości ciepła, które wymagają dużych ilości energii przeznaczonej na chłodzenie. Problem jest na tyle poważny, że np. Microsoft zatopił centra bazodanowe w oceanie, by je lepiej chłodzić i obniżyć koszty.
      Większość danych przechowywanych jest w formie cyfrowej, gdzie 0 i 1 są reprezentowane za orientacji domen magnetycznych. Nad materiałem magnetycznym przesuwa się głowica odczytująco/zapisująca.
      Teraz na łamach Nature dowiadujemy się o nowej metodzie zapisu, która wykorzystuje niezwykle krótkie, trwające bilionowe części sekundy, impulsy światła, które wysyłane są do anten umieszczonych na magnesach. Całość pracuje niezwykle szybko i niemal nie zużywa przy tym energii, gdyż temperatura magnesów nie rośnie.
      Autorzy nowej metody wykorzystali impulsy światła w zakresie dalekiej podczerwieni, w paśmie teraherców. Jednak nawet najpotężniejsze terahercowe źródła światła nie są na tyle mocne, by zmienić orientację pola magnetycznego. Przełom nadszedł, gdy uczeni opracowali wydajny mechanizm sprzęgania pomiędzy spinem pola magnetycznego i terahercowym polem elektrycznym. Następnie stworzyli miniaturowe anteny, które pozwalają skoncentrować, a zatem i wzmocnić pole elektryczne światła. Okazało się ono na tyle silne, że można za jego pomocą zmieniać spin w ciągu bilionowych części sekundy.
      Temperatura magnesu nie rośnie podczas pracy, gdyż cały proces zapisu wymaga jednego kwanta energii na spin. Rekordowo niski pobór energii czyni tę metodę skalowalną. Przyszłe systemy do składowania danych będą mogły wykorzystać również świetne zdefiniowanie przestrzenne anten, co pozwoli na stworzenie praktycznych układów pamięci magnetycznej o maksymalnej prędkości i efektywności energetycznej, mówi jeden z autorów badań, doktor Rościsław Michajłowskij z Lancaster University.
      Uczony planuje przeprowadzenie kolejnych badań, podczas których chce wykorzystać nowy ultraszybki laser z Lancaster University oraz akceleratory z Cockroft Institute zdolne do generowania intensywnych impulsów światła. Chce w ten sposób określić praktyczne i fundamentalne limity prędkości i energii dla zapisu magnetycznego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińskie próby szantażowania świata ograniczeniami dostaw metali ziem rzadkich doprowadziły nie tylko do zapowiedzi uruchomienia ich wydobycia w USA i Australii. Zwiększyły również zainteresowanie badaniami, których celem jest zmniejszenie wykorzystywania tego typu metali w produkcji.
      Uczeni pracują obecnie nad nowymi nanostrukturalnymi magnesami, do stworzenia których potrzeba będzie mniej metali ziem rzadkich - w tym przypadku neodymu - niż obecnie. Przed specjalistami jeszcze sporo przeszkód do pokonania, jednak przedstawiciele GE Global Research twierdzą, że nowy materiał będzie gotowy za dwa lata. Dzięki temu świat będzie przygotowany na moment, w którym popyt na metale ziem rzadkich przekroczy ich podaż, co spowodowałoby gwałtowny wzrost cen.
      Obecnie najsilniejsze magnesy wykorzystują neodym, żelazo i bor, a czasem dodaje się do nich dysproz oraz terb, które poprawiają ich właściwości. Trzy z tych metali - neodym, dysproz i terb - są dostarczane z Chin. Z jednej strony istnieje niebezpieczeństwo, że w pewnym momencie popyt na nie przewyższy podaż, a z drugiej - Chiny próbują wykorzystywać swój monopol do celów politycznych.
      Jeśli nawet Chińczycy nie próbowaliby sztucznie ograniczać importu, to, jak przewiduje amerykański Departament Energii, najpóźniej do roku 2020 zapotrzebowanie na neodym przekroczy jego wydobycie. Wówczas nic nie będzie stało na przeszkodzie do rynkowego debiutu nowego materiału.
      Sądzimy, że główną rolę z poradzeniu sobie z tym problemem będzie odgrywała technologia - mówi Steven Duclos z GE Global Research. A już teraz wiemy, że konieczne jest nowe podejście do problemu. Profesor George Hadjipanayis z University of Delaware, jeden z twórców magnesów neodymowych stwierdził, że gdy je opracowywano w latach 80. to uczeni mieli po prostu szczęście. Wówczas pracowano metodą prób i błędów - uczeni tworzyli stopy, badali ich właściwości i starali się je ulepszyć. Teraz takie podejście się nie sprawdzi, gdyż wydajność magnesów neodymowych przestała rosnąć, stwierdza Frank Johnson z GE. Jego zdaniem nadzieja leży w nowych nanokompozytach.
      Nanokompozytowe magnesy mają składać się z nanoczęsteczek metali, które i dzisiaj są wykorzystywane do ich budowy. Mogą to być, na przykład. nanocząsteczki neodymu zmieszane z nanocząsteczkami żelaza. Taka budowa będzie miała dwie olbrzymie zalety. Po pierwsze, do budowy magnesu potrzeba będzie znacznie mniej neodymu. Po drugie, dzięki zjawisku wymiennego sprzężenia magnetycznego pomiędzy nanocząsteczkami różnych metali, ich właściwości magnetyczne będą lepsze niż suma właściwości metali. To z kolei pozwoli na tworzenie silniejszych magnesów niż obecnie. A to z kolei oznacza, że urządzenia wykorzystujące silniejsze magnesy mogą być mniejsze i lżejsze.
      GE nie zdradza, jakich metali ma zamiar użyć do produkcji magnesów przyszłości. Wiadomo jedynie, że obecnie największym problemem jest opracowanie metod skalowania produkcji tak, by możliwe było wytwarzanie dużych magnesów. Na razie udaje się wyprodukować cienkie warstwy nanokompozytów o grubości liczonej w mikrometrach.
      Innym problemem jest łączenie różnych nanocząsteczek w mieszaninie tak, by doszło do pojawienia się zjawiska sprzężenia.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jednym z największych problemów związanych z leczeniem raka jajnika jest zapobieganie powstawaniu przerzutów. Nowotwór ten może rozsiewać się wyjątkowo łatwo za pośrednictwem płynu krążącego wewnątrz otrzewnej. Naukowcy z Georgia Institute of Technology znaleźli jednak sposób na wybiórcze wydobycie komórek nowotworowych z tej cieczy i ochronę innych organów przed powstaniem przerzutu.
      Opracowana metoda opiera się na wykorzystaniu magnetycznych nanocząstek. Zostały one przyłączone do peptydów (krótkich łańcuchów aminokwasowych) posiadających zdolność do wiązania receptora efryny A2 - jednego z białek, których nadmierną aktywność stwierdza się często w raku jajnika. 
      Zgodnie z założeniami nowej techniki, opracowanej przez zespół Kennetha E. Scarberry'ego,  po okresie inkubacji pozwalającym na przyłączenie się terapeutycznych kompleksów do ich celów wewnątrz komórek wystarczy użyć magnesów, by wybiórczo wydobyć komórki nowotworowe z badanej próbki.
      Skuteczność magnetycznych nanocząstek przetestowano dotąd na próbkach płynu otrzewnowego wyizolowanych od pacjentek cierpiących na raka jajnika. Z przeprowadzonych testów wynika, że osiągają one skuteczność wystarczającą do wydobycia komórek nowotworowych z badanego materiału. Potwierdzenie tych danych będzie jednak wymagało badań na pacjentkach, a nie tylko na pobranych od nich próbkach.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Implanty wysycone lekami są jedną z najbardziej obiecujących form leczenia wielu chorób. Są one wygodne i uwalniają pacjenta np. od przyjmowania licznych zastrzyków, lecz jest to, niestety, powiązane z brakiem kontroli nad dawkowaniem leku. Ta niekorzystna sytuacja może się jednak zmienić, bowiem zespół dr. Daniela Kohane'a z Children's Hospital Boston opracował metodę dozowania leku z wykorzystaniem pola magnetycznego.
      Urządzenie opracowane przez amerykańskich badaczy ma średnicę zaledwie 1 cm, dzięki czemu wszczepienie go do wnętrza organizmu nie stanowi żadnego problemu. Jego sercem jest komora wypełniona lekiem oraz nanocząstkami magnetytu - aktywnego magnetycznie minerału złożonego z tlenku żelaza (II) i żelaza (III). Zbiorniczek jest otoczony warstwą reagującego na ciepło żelu, pełniącego funkcję regulatora dawek przechowywanej substancji.
      W temperaturze odpowiadającej ciepłocie ciała żel uniemożliwia wyciek leku. Po przyłożeniu pola magnetycznego dochodzi jednak do rozgrzania drobin magnetytu, czego efektem jest chwilowe zaburzenie struktury żelowej membrany i powstanie porów ułatwiających ucieczkę leczniczego ładunku. Po wyłączeniu źródła pola magnetycznego błona zamyka się, a niewykorzystana dawka leku zostaje zamknięta we wnętrzu zbiornika.
      O potencjalnej przydatności implantu świadczą testy na zwierzętach, w których wykazano, że utrzymuje on swoją aktywność aż do 45 dni i pozwala na precyzyjne dozowanie zawartej w jego wnętrzu substancji. Temperatura jego aktywacji została przy tym dobrana tak, by nie uruchamiał się on np. w czasie gorączki, lecz jednocześnie nie stanowił zagrożenia dla organizmu podczas nagrzewania się.
      Przedstawiciele amerykańskich Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH), sponsora badań nad terapeutycznym implantem, są pełni nadziei na dalszy rozwój wynalazku. Ich zdaniem ostateczne wersje urządzenia mogą być bardzo przydatne ze względu na możliwość precyzyjnego dawkowania leków oraz uwolnienia pacjentów od konieczności regularnego przyjmowania zastrzyków.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Florydzie rozpoczyna się realizacja projektu trwałego przesiedlania krokodyli amerykańskich (Crocodylus acutus). Strażnicy przyrody przymocowują do głów gadów magnesy, co ma je powstrzymać od powracania na zamieszkałe przez ludzi obszary. Powinno to pomóc, ponieważ (podobnie jak ptaki) w czasie nawigacji zwierzęta te polegają na polu magnetycznym Ziemi.
      Badacze z Muzeum Krokodyli w Chiapas donosili wcześniej, że dzięki zastosowaniu takiej metody od 2004 r. udało im się "przeprowadzić" 20 olbrzymich gadów. Specjaliści z Florida Fish and Wildlife Conservation Commission postanowili wdrożyć ten sam plan. Trzeba bowiem pamiętać, że krokodyle są zwierzętami terytorialnymi i gdy się je wywiezie w dzicz, szybko powracają na stare śmiecie. Potrafią wtedy przebywać do 16 km tygodniowo. Wg naukowców, przyczepienie magnesów po obu stronach głowy dezorientuje krokodyle. Oczywiście, mocuje się je tam czasowo.
      Przyczepiamy je po schwytaniu, a ponieważ nie wiedzą, gdzie je zabieramy, gubią się. Mamy nadzieję, że zostaną w miejscu, do którego je wywozimy – dywaguje Lindsey Hord.
      Eksperyment rozpoczął się w zeszłym miesiącu, a sztuczkę wypróbowano dotąd na dwóch osobnikach. Jeden uległ nieszczęśliwemu wypadkowi (został przejechany przez samochód i zmarł), a drugi jeszcze się dotąd nie pojawił i oby tak pozostało...
×
×
  • Create New...