चुंबकीय रिकॉर्ड

आज हम रिकॉर्ड मैग्नेट और इस बारे में थोड़ी बात करेंगे कि उनकी आवश्यकता क्यों है।


इस डिजाइन के मैग्नेट (प्रतिरोधक कड़वे मैग्नेट) मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों की प्रयोगशालाओं के कार्यक्षेत्र बने हुए हैं।

20 वीं शताब्दी में सबसे मजबूत मैग्नेट का मुख्य उपभोक्ता विज्ञान था। थर्मोन्यूक्लियर इंस्टॉलेशन, एक्सेलेरेटर, न्यूक्लियर मैग्नेटिक रेजोनेंस रिसर्च, न्यूट्रॉन फिजिक्स, 1 केल्विन से नीचे के तापमान तक ठंडा करने, और जितना संभव हो उतना अधिक मैग्नेटिक इंटेंसिटी / इंडक्शन (जब क्षेत्र की "ताकत" पर विचार किया जाता है, तो इन मात्राओं को समानार्थी माना जा सकता है)।



एक और रिकॉर्ड चुंबक, जिसके बारे में हम आज बात नहीं करेंगे, वह LHC त्वरक का दोहरा द्विध्रुवीय है - इनमें से 1232 में से, इसकी मुख्य रिंग को डायल किया गया है। ~ 9 T का एक क्षेत्र NbTi के एक सुपरकंडक्टिंग केबल द्वारा बनाया गया है जो 1.8 K तक ठंडा है

विशिष्ट डिजाइनों पर आगे बढ़ने से पहले, यह याद रखने योग्य है कि एक चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा, विद्युत आवेशों और डायनामैनेट्स पर इसके प्रभाव की ताकत, एक वर्ग के रूप में प्रेरण बी पर निर्भर करती है। यानी 10 टेस्ला का एक क्षेत्र 1 टेस्ला के क्षेत्र की तुलना में 100 अधिक ऊर्जा वहन करता है। एक महत्वपूर्ण विशेषता वर्तमान ट्यूबों पर दबाव क्षेत्र है, जो 4 बी ^ 2 वायुमंडल है। यानी एक चुंबक डिजाइनर के लिए, 100 टी का एक क्षेत्र 40,000 वायुमंडल के लिए एक गुब्बारा बनाने की कोशिश करने के बराबर है - एक अत्यंत कठिन कार्य। इससे यह भी पता चलता है कि एक बड़े काम की मात्रा ( जैसे ITER ) के साथ शक्तिशाली मैग्नेट सिर्फ शक्तिशाली मैग्नेट की तुलना में अधिक जटिल हैं।


एक और असामान्य रिकॉर्ड जटिल ज्यामिति के साथ जर्मन वेंडेलस्टीन 7-एक्स तारकीय का सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट है।

इसलिए, हम कुछ निर्देशांक को परिभाषित करके शुरू करेंगे। स्थायी मैग्नेट, जो उद्योग द्वारा निर्मित होते हैं, उन्हें 0.01 से 0.5 टी तक क्षेत्र मानों की विशेषता होती है, और 0.5 टी के नियोडिमियम मैग्नेट पहले से ही "मजबूत" के रूप में माना जाता है। एक रिकॉर्ड जो सतह पर स्थायी मैग्नेट ~ 1.5 टी से निचोड़ा जा सकता है।

इलेक्ट्रिक मशीनों (मोटर्स, जनरेटर, ट्रांसफार्मर) में, लोहे के चुंबकीय सर्किट के अंदर का क्षेत्र लोहे की संतृप्ति से सीमित होता है, लगभग 1.8-2.2 टी। के क्षेत्र। एक विशिष्ट एसिंक्रोनस मोटर के वायु अंतराल में, आप सबसे अधिक 0.5-0.8 का क्षेत्र देखेंगे। टी, रिकॉर्ड-ब्रेकिंग पावर और मास विशेषताओं के साथ मोटर्स के लिए बीएलडीसी (4-5 किलोवाट / किग्रा) - 1 ... 1.2 टी।


नियोडिमियम मैग्नेट की शक्ति का एक मूल आवेदन एक 19 kW इलेक्ट्रिक मोटर (तस्वीर में लाल सिलेंडर) है, जिसमें से 2 नए Rocketford Rocket Lab रॉकेट इंजन पर ऑक्सीडाइज़र और ईंधन पंप को स्पिन करता है।

कहीं-कहीं 1.5 टी से शुरू होने पर, पारंपरिक तांबे के इलेक्ट्रोमैग्नेट्स कठिनाइयों का अनुभव करना शुरू कर देते हैं, मुख्य रूप से गर्मी लंपटता के साथ। कॉपर को पानी के ठंडा करने वाली नलियों के साथ-साथ तांबे को जोड़ने की आवश्यकता होती है, साथ ही साथ बढ़ते हुए इंटर-टर्न वोल्टेज, चुंबक के आयाम को क्षेत्र की तुलना में बहुत तेजी से निगलता है। कार्य की मात्रा से आगे स्थित मोड़ क्षेत्र में अपेक्षाकृत कम योगदान करते हैं, जिसका अर्थ है कि वर्तमान मुख्य रूप से चुंबक को गर्म करने पर खर्च किया जाता है, न कि क्षेत्र बनाने पर।

तांबा

हालांकि, 1930 के दशक से और अब तक लगभग, रिकॉर्ड-ब्रेकिंग स्टेशनरी क्षेत्र व्यावहारिक रूप से साधारण पानी-ठंडा तांबा मैग्नेट में हासिल किए गए हैं। ये तथाकथित कड़वे मैग्नेट हैं, जो एक तांबे की प्लेट हैं जो एक सर्पिल में मुड़ जाती हैं और अनुदैर्ध्य शीतलन चैनलों की एक चालाक प्रणाली होती है। ये मैग्नेट राक्षसी वर्तमान घनत्व (700 ए / मिमी ^ 2 तक), 1.10 की विद्युत शक्तियां और यहां तक ​​कि 30 मेगावॉट और दसियों और प्रति सेकंड सैकड़ों लीटर की ठंडा पानी की खपत की विशेषता है। पहला 10 टी चुंबक 1936 में लॉन्च किया गया था, और अगले 30 वर्षों तक एक स्थिर क्षेत्र के लिए रिकॉर्ड कायम किया।

25 टेस्ला में 60 के दशक के अमेरिकी कड़वे मैग्नेट।

मैग्नेट के इस डिजाइन को तब बार-बार अनुकूलित किया गया था, और आज ऐसे मैग्नेट में फ़ील्ड रिकॉर्ड को CHMFL की चीनी प्रयोगशाला में 38.5 टी तक लाया गया है। 500 लीटर प्रति सेकंड ठंडा पानी के प्रवाह की दर के साथ चुंबक शक्ति 28.5 मेगावाट थी (वैसे, ऐसा लगता है कि आपको चुंबक को उसी शक्ति को पंपों में जोड़ना होगा जो चुंबक के माध्यम से इस पानी को पंप करते हैं)। करंट लगभग 36 हजार एम्पीयर है। इस मामले में, एक रिकॉर्ड क्षेत्र केवल 32 मिमी व्यास और लगभग 70 मिमी लंबा की मात्रा में प्राप्त किया जाता है।




चीनी रिकॉर्ड प्रतिरोधक चुंबक - सॉलोनॉइड सर्पिल का एक रन (CuAg मिश्र धातु से बना), एक अनुभाग और समाक्षीय कॉइल का एक सेट।

प्रतिरोधक चुम्बकों ने आज सामग्री की क्षमताओं की सीमा का सामना किया है, और उनमें उपलब्ध अधिकतम क्षेत्र मुख्य रूप से बड़े पैमाने पर बढ़ रहा है - बिजली की आपूर्ति और शीतलन प्रणाली की शक्ति में वृद्धि करके, कॉइल्स की संख्या में वृद्धि। इस तरह के मैग्नेट का उपयोग आज मुख्य रूप से छोटे नमूनों में बहुत विविध शारीरिक घटनाओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है, अक्सर कम तापमान पर। इसलिए, ऐसे मैग्नेट सामूहिक उपयोग के केंद्रों में काम करते हैं, जब भौतिक विज्ञानी अपने नमूने और उपकरण लाते हैं, तो इसे एक चुंबक पर स्थापित करें और उनकी आवश्यक मात्रा को मापें। छोटे नमूनों के लिए, 20-30 मिमी जैसे छोटे निकासी वाले मैग्नेट का उपयोग करना काफी सुविधाजनक है।


कवर के बिना एक 30T कड़वा चुंबक का शीर्ष। यहां आप शीतलन पानी की आपूर्ति के लिए अनुसंधान कक्ष और स्लॉट्स खोल सकते हैं।

हालांकि, आज बड़े चुंबकीय क्षेत्रों का एक और अनुप्रयोग है - यह एनएमआर इमेजिंग है , अर्थात्। एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में रेडियो तरंगों के साथ हाइड्रोजन की बातचीत के कारण ऊतक घनत्व का मानचित्रण। क्षेत्र जितना अधिक होगा, सिस्टम का स्थानिक संकल्प उतना अधिक होगा। इस तरह के सिस्टम को चुंबक की उच्च कार्यशील मात्रा के साथ-साथ उच्च क्षेत्र की समरूपता की आवश्यकता होती है। बदले में सुपरकंडक्टिविटी के क्षेत्र में अनुसंधान के लिए क्रायोस्टैट्स की आवश्यकता होती है, जो कि 32 मिमी के व्यास में फिट होना मुश्किल है, और कुछ सुपरकंडक्टर्स के लिए क्षेत्र को और अधिक की आवश्यकता है।


थोड़ा आगे दौड़ना - अल्ट्रा-उच्च क्षेत्र (21T) के साथ एक सुपरकंडक्टिंग एनएमआर टोमोग्राफ, 110 मिमी की निकासी और 26 माइक्रोन के रिज़ॉल्यूशन के साथ परिणामस्वरूप छवि का एक उदाहरण

इसलिए, 20 वीं शताब्दी के 80 के दशक के बाद से, हाइब्रिड मैग्नेट की दिशा दिखाई दी है, जिसका विचार सुपरकंडक्टिंग क्षेत्र के अंदर बिटर चुंबक को रखना है, जिसके खेतों को जोड़ देगा। यह आपको बिजली और ठंडा पानी की खपत के लिए पहले से ही राक्षसी आवश्यकताओं के विकास के बिना क्षेत्र को आगे बढ़ाने की अनुमति देता है।

संकर

सुपरकंडक्टिंग के अंदर बिटर चुंबक के सम्मिलन का मतलब है कि उत्तरार्द्ध में 400-800 मिमी, अर्थात। इससे पहले के रिकॉर्ड से काफी अधिक। बड़े कार्यशील खंड वाले चुंबक लेकिन एक छोटा क्षेत्र टोकामक डेवलपर्स से मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों की प्रयोगशाला में आया, जहां 70 के दशक के अंत में ठंडे सुपरकंडक्टर्स - टिन और टाइटेनियम नाइओबेट पर आधारित सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट बनाए गए थे। 80 के दशक के मध्य में, 31T के कुल क्षेत्र के साथ 11T सुपरकंडक्टिंग और 22T बिटर्स के एक हाइब्रिड चुंबक को 31T के कुल क्षेत्र के साथ मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों की LNCMI फ्रेंच प्रयोगशाला में बनाया गया था और 2000 में, अमेरिकन मैगलैब ने 45T के क्षेत्र के साथ एक हाइब्रिड इंस्टालेशन शुरू किया, जो अभी भी सभी मैग्नेट के साथ रिकॉर्ड है। स्थायी क्षेत्र।


पूरे चुंबक का मामला (बाएं) और क्रायोस्टेट (दाएं)


एक cryostat पर एक संकर चुंबक का खंड। वैसे, इस स्थापना के लिए डिज़ाइन किए गए बाहरी सुपरकंडक्टिंग चुंबक का डिज़ाइन तब तीन और रिकॉर्ड मैग्नेट में उपयोग किया गया था।

45 टेस्ला हाइब्रिड तीन बाहरी सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट और 4 आंतरिक प्रतिरोधक प्रकार के कड़वे फ्लोरिडा का उपयोग करता है। प्रतिरोधक भाग 74 kA की धारा में 29 मेगावाट की खपत करता है और 31 T का एक क्षेत्र बनाता है। चुंबक का सुपरकंडक्टिंग भाग 14 T का क्षेत्र बनाता है और इसमें NbTi की बाहरी घुमाव और Nb3Sn की आंतरिक वाइंडिंग होती है, जो 4.2 K. के तापमान पर 8 kA के प्रवाह से संचालित होता है। सुपरकंडक्टिंग चुंबक का क्रायोस्टैट - 500 मिमी।


45T सुपरकंडक्टिंग बाहरी हाइब्रिड चुंबक


और भीतर का कड़वा चुम्बक। तो शरीर का 2.5 मीटर 32 मिमी के कामकाजी कक्ष में बदल जाता है।

तुलना के लिए, मुझे याद है कि ITER टॉरॉयडल चुंबक में 68 kA का एक तार करंट होता है, जो 9000x7000 मिमी की निकासी के साथ 12.8 T का एक क्षेत्र है, अर्थात्। कोई सोच सकता है कि ITER ने कम तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट की तकनीक को कितना उन्नत किया है।


वैसे, प्रयोगशाला मैग्नेट में वे बहुत कम धारा के साथ एक कंडक्टर का उपयोग करते हैं, अधिक मोड़ घुमावदार - यह बिजली प्रणाली और कंडक्टर को सरल बनाता है। इसका दूसरा पहलू यह है कि सिस्टम में बड़ा इलेक्ट्रिकल वोल्टेज तब होता है जब सुपरकंडक्टर अचानक एक सामान्य स्थिति में प्रवेश करता है।

ITER के अलावा, ये प्रौद्योगिकियां औद्योगिक उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स के आगमन के साथ आगे बढ़ी हैं। यदि सिद्धांत में कम तापमान वाले एसपी 22 टी से ऊपर के खेतों के निर्माण की अनुमति नहीं देते हैं, अर्थात्। चूंकि वे केवल रिकॉर्ड चुंबक का हिस्सा हो सकते हैं, एचटीसीटी के लिए यह सीमा कम से कम 45 टी तक फैलती है।


विभिन्न सुपरकंडक्टर्स के लिए क्षेत्र पर महत्वपूर्ण वर्तमान घनत्व की निर्भरता। वैसे, क्या आपने कभी सोचा है कि इन आरेखों को बनाने के लिए किस तरह के उपकरणों का उपयोग किया जाता है और वे 45T पर आराम क्यों करते हैं?

आज, रिकॉर्ड मैग्नेट के निर्माण में एक नई दिशा पूरी तरह से अतिचालक है और अब दुनिया के सभी प्रमुख प्रयोगशालाओं (चीन, नीदरलैंड, फ्रांस, संयुक्त राज्य अमरीका) 30+ टी एसपी मैग्नेट डिजाइन कर रहे हैं। मैगलैब भी, यहां हर किसी से आगे है, जहां यह 32 में पूरी तरह से सुपरकंडक्टिंग चुंबक को इकट्ठा करना शुरू कर दिया है। T. यहाँ 15 T NbTi और Nb3Sn से बाहरी चुम्बकों द्वारा बनाया जाएगा, और दूसरा 17 - YBCO टेपों से दो-परत HTSC चुंबक द्वारा बनाया जाएगा। "उच्च-तापमान" सुपरकंडक्टर्स का उपयोग "कम तापमान" वाले की तुलना में तरल हीलियम तापमान पर बहुत अधिक महत्वपूर्ण क्षेत्रों के रूप में किया जाता है।


32T पूरी तरह से सुपरकंडक्टिंग चुंबक प्रोजेक्ट

इस चुंबक की तकनीकों को लगभग 10 वर्षों के विकास की आवश्यकता थी, मुख्य समस्याएं एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र के किनारे से वर्तमान तक मोड़ के साथ बहुत उच्च पॉन्डेरोमोट बल के क्षेत्र में होती हैं। वाईबीसीओ कॉइल में यांत्रिक तनाव 700 एमपीए तक पहुंचता है - यहां, यह अच्छी तरह से मदद करता है कि एचसीटीएस टेप में मुख्य रूप से उच्च शक्ति विशेषताओं के साथ एक निकल मिश्र धातु शामिल है - तांबा ऐसे तनावों का सामना नहीं करता है।


उच्च-क्षेत्र एचसीटीएस चुंबक का आरएंडडी।

समस्याओं का दूसरा वर्ग सुपरकंडक्टिंग राज्य के आपातकालीन नुकसान, और कॉइल से वर्तमान के उत्पादन से जुड़ा हुआ है। विशेष रूप से, सामान्य क्षेत्र के धीमी गति से प्रसार के कारण जलने से बचने के लिए, हीटर कॉइल में निर्मित होते हैं, जो कि एक संक्रमण का पता चलने पर, पूरे कॉइल को गर्म करते हैं ताकि क्षेत्र ऊर्जा अधिक समान रूप से जारी हो।


शाब्दिक रूप से हाल ही में, आंतरिक काम करने वाला कॉइल HCS टेप से बना था, जल्द ही आप चुंबक के लॉन्च और असेंबली की उम्मीद कर सकते हैं।

इस चुंबक में "ठंडा" वर्किंग वॉल्यूम होगा, और ठोस पदार्थों में संघनित अवस्थाओं और क्वांटम प्रभावों का अध्ययन करने के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है, जबकि यह ऑपरेटिंग लागत के संदर्भ में उपकरणों का एक पूरी तरह से अलग वर्ग है, विशेष रूप से, एक क्रायोस्टेट, एक क्रायसैट सिस्टम और एनटीएस से एक बाहरी एसपी चुंबक हैं। ऑक्सफोर्ड इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा निर्मित धारावाहिक उत्पाद।



सामान्य तौर पर, ऑक्सफ़ोर्ड उपकरण सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट का सबसे बड़ा आपूर्तिकर्ता है, जो मुख्य रूप से 3-15 टी के क्षेत्रों में सभी वैज्ञानिक और प्रयोगशाला अनुप्रयोगों के लिए है। ITER परियोजना में, यह कंपनी, उदाहरण के लिए, gyrotrons के लिए 6T मैग्नेट की आपूर्ति करती है

सामान्य तौर पर, अगले रिकॉर्ड धारकों के लिए आगे बढ़ने से पहले, मैं ऐसे मैग्नेट के कई अनुप्रयोगों के बारे में बात करना चाहूंगा जो केवल उच्च चुंबकीय क्षेत्र के साथ एक स्टैंड प्रदान करने से परे हैं।

सीरियल हाई-फील्ड मैग्नेट के मुख्य एप्लाइड उपभोक्ताओं में से एक एनएमआर स्पेक्ट्रोमीटर है, जो किमिस्टों के लिए एक उपकरण है। ब्रूकर, विशेष रूप से, 23.5T तक के क्षेत्र के साथ बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमीटर पैदा करता है (वैसे, ऐसे उपकरणों को आसपास के लोगों और वस्तुओं से ऐसे क्षेत्र की स्क्रीनिंग के साथ बड़ी समस्याएं हैं)।


NMR स्पेक्ट्रोमीटर की आवृत्ति में ऐतिहासिक वृद्धि, जो NMR स्पेक्ट्रा की गुणवत्ता में सुधार की अनुमति देता है।

दूसरा धारावाहिक उपभोक्ता उच्च रिज़ॉल्यूशन एनएमआर टोमोग्राफ है, जिसका उपयोग जैविक और न्यूरोबायोलॉजिकल अध्ययनों में किया जाता है। यहां खेत 21T तक पहुंचते हैं। अंत में, न्यूट्रॉन स्रोतों वाले केंद्र थोड़े कम लागू उपभोक्ता हैं, चुंबकीय क्वांटम घटना का अध्ययन करने के लिए तरीकों में से एक है, एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में न्यूट्रॉन के बिखराव का अध्ययन, साथ ही साथ सबमरोक्लेविन तापमान के लिए रेफ्रिजरेटर, 8 से 20 टी के लिए आवश्यक फ़ील्ड।


हेल्महोल्त्ज़-ज़ेंट्रम बर्लिन में इस मामले पर ध्रुवीकृत न्यूट्रॉन के प्रकीर्णन के अध्ययन के लिए 26T चुंबक की एक बड़ी निकासी के साथ वीडियो

आवेग मैग्नेट

यदि हम एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र से एक स्पंदित करने के लिए स्विच करते हैं तो उच्च-क्षेत्र मैग्नेट बनाने की मुख्य इंजीनियरिंग समस्याएं - हीट सिंक और ताकत - बहुत सुविधा होती है। बदले में, पल्स सिस्टम को पुन: प्रयोज्य और डिस्पोजेबल में विभाजित किया जाता है :)

दिलचस्प बात यह है कि स्पंदित चुम्बक के क्षेत्र में अग्रणी पीटर कपित्सा थे, जो 20 के दशक में इंग्लैंड में कैवेंडिश प्रयोगशाला में इसी तरह के प्रतिष्ठानों में लगे थे। सोलेनॉइड के लिए एक बड़े घूर्णन जनरेटर के उत्पादन को बंद करना, उसने कई मिलीसेकंड के लिए 50 टी तक प्राप्त किया। इस तरह के दृष्टिकोण ने 20 के दशक में भी बड़े चुंबकीय क्षेत्रों से जुड़ी कई मात्राओं को मापना संभव बना दिया, और आधुनिक रिकॉर्डिंग तकनीक के साथ आम तौर पर ऐसे क्षेत्र को लगभग क्वासिस्ट्रेशन कहा जा सकता है।


स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए कपित्सा और उसकी मशीन।

इस दृष्टिकोण में सुधार करते हुए, 60 के दशक में, डेवलपर्स ने विद्युतचुंबकीय ऊर्जा स्रोतों को कैपेसिटर और वोल्टेज पल्स जनरेटर को घुमाने से स्विच किया, जिससे तांबे के कॉइल में प्रति मिमी ^ 2 में कई किलोमैपर का वर्तमान घनत्व बनाना संभव हो जाता है।

स्टील मैट्रिक्स के रूप में शक्ति सुदृढीकरण के साथ संयोजन में और तरल नाइट्रोजन के साथ ठंडा करने (प्रतिरोध को कम करने के लिए, जो आवश्यक वोल्टेज को कम करता है, जो इस तरह के चुंबक में अलगाव की सुविधा देता है), स्पंदित तांबे मैग्नेट 1 मिलीसेकंड के भीतर 101.2 टी तक पहुंच गया - यह आज का मूल्य है एक रिकॉर्ड है (और यह अमेरिकी परमाणु हथियार प्रयोगशाला LANL और फ्लोरिडा मैगलैब के सहयोग से संबंधित है)।


101.2 टी। के रिकॉर्ड फ़ील्ड मान को प्राप्त करने के बारे में एक वीडियो। हालांकि, ऐसा बहुत कम देखा जा सकता है, और वास्तव में ऐसा लगता है कि चुंबक डिज़ाइन को वर्गीकृत किया गया है, केवल सामान्य मान ज्ञात हैं

यह मूल्य कई नेस्टेड कॉइल की सहायता से भी प्राप्त किया जाता है, बाहरी लोग 45 T तक के आयाम के साथ एक लंबी पल्स (लगभग 2 सेकंड) देते हैं, और आंतरिक 65 टी की एक छोटी पल्स देते हैं। यह सर्किट कंडक्टर में वोल्टेज को सामग्री की उपज ताकत का सामना करने की अनुमति देता है।

दिलचस्प है, ऐसे चुंबक की शक्ति कई गीगावाट तक पहुंचती है।


जनरेटर, जो चुंबक के बाहरी घुमाव के लिए रिकॉर्ड पल्स फ़ील्ड प्राप्त करने के लिए छोटा है।

दुर्भाग्य से, पुन: प्रयोज्य स्थापना में फ़ील्ड मान को स्पष्ट रूप से बढ़ाने के तरीके नहीं हैं। हालांकि, अगर स्थापना का विनाश हमारे लिए डरावना नहीं है, तो 101 टी सीमा से बहुत दूर है।

यहां सबसे सरल विकल्प तांबे का एक टुकड़ा है, जो एक कॉइल में लुढ़का हुआ है, जिस पर उच्च-वोल्टेज कैपेसिटर जुड़े हुए हैं। इस तरह की योजना 300 और 400 टेस्ला दोनों को प्राप्त करना संभव बनाती है, हालांकि बहुत कम समय के लिए (माइक्रोसेकंड के क्रम में) कई क्यूबिक मिलीमीटर की मात्रा में, जो कि एक प्रयोगकर्ता के लिए जो ठोस पदार्थों में फेरमी सतहों के टोपोलॉजी का अध्ययन करता है, उदाहरण के लिए, बल्कि एक जटिल सीमा है।


एक बार के चुंबक पर आवेग क्षेत्र।

विस्फोटक चुंबकीय जनरेटर के आविष्कार से इन प्रतिबंधों में से एक सुंदर तरीका 50 के दशक में वापस पाया गया था। यहां, 10-20 टी बीज चुंबकीय क्षेत्र को 2800 (!) टी के लिए संकुचित किया जाता है। यह एक धातु बेलनाकार लाइनर का उपयोग करके किया जाता है, जिसकी मदद से विस्फोटक चार्ज से एक बेलनाकार विस्फोट की तरंग इसकी धुरी तक ढह जाती है। इस मामले में, अनुदैर्ध्य चुंबकीय क्षेत्र लगभग 100-200 गुना बढ़ जाता है। पिछली योजना की तुलना में, विस्फोटक चुंबकीय जनरेटर में थोड़ा लंबा चुंबकीय क्षेत्र पल्स प्राप्त किया जा सकता है, और नमूना के लिए थोड़ा बड़ा वॉल्यूम, हालांकि, अधिक जटिल प्रयोगात्मक सेटअप की कीमत पर।



विस्फोटक चुंबकीय जनरेटर और इसके सर्किट आरेख।

1950 के दशक तक, एचएमजी का उपयोग करके, एक चरम चुंबकीय क्षेत्र में सामग्रियों की विभिन्न विशेषताओं को मापा गया था - चालकता, ध्रुवीकरण रोटेशन (फैराडे प्रभाव), एक परमाणु नाभिक के चुंबकीय क्षेत्र का संपीड़न आदि। एक और दिलचस्प परिणाम लगभग 100 किमी / सेकंड की गति के लिए ऐसे चुंबकीय क्षेत्रों के साथ धातु की वस्तुओं को तेज करने की संभावना है।

बदले में विस्फोटक चुंबकीय जनरेटर की क्षेत्र सीमाएं, फिर से काफी मौलिक हैं और चुंबकीय क्षेत्र के दबाव से जुड़ी हैं, जो दसियों मेगाबार्स तक पहुंचती हैं और धातु लाइनर को रोकती हैं। 3000 टेस्ला यहाँ स्पष्ट रूप से एक स्पर्शोन्मुख सीमा है।

बदले में, उच्च दबाव मान (गीगाबाइट) लेजर प्रत्यारोपण उपकरणों में प्राप्त किए जाते हैं, और, विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक रूप से, ऐसे उपकरण दसियों हजार और यहां तक ​​कि 100 हजार टेस्ला के चुंबकीय क्षेत्र बना सकते हैं, हालांकि नैनोसेकंड के भीतर और माइक्रोन वॉल्यूम में। पेटवाट लेजर से केंद्रित लेजर पल्स में एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र है जिसमें एक आयाम भी अधिक है - एक मिलियन टेस्ला और उच्चतर। बेशक, ऐसी परिस्थितियां जिनके तहत ऐसा क्षेत्र उत्पन्न होता है (सैकड़ों ईवी के तापमान के साथ एक घना प्लाज्मा - केवी का दसवां हिस्सा) लागू विज्ञान के हितों से दूर है, लेकिन वे मौलिक विज्ञान के लिए बहुत दिलचस्प हैं।


विभिन्न प्रकार के प्रतिष्ठानों के लिए चुंबकीय क्षेत्र के रिकॉर्ड का इतिहास (पुन: प्रयोज्य :))

चुंबकीय रिकॉर्ड की समीक्षा को छोड़कर यह मैग्नेटर्स के बारे में याद करने योग्य है - उच्च चुंबकीय क्षेत्र वाले युवा न्यूट्रॉन सितारे। यहाँ उच्च - यह 100 बिलियन तक की टेस्ला है। इस क्रम के एक चुंबकीय क्षेत्र, उदाहरण के लिए, एक ऊर्जा घनत्व 10 ^ 25 J प्रति घन मीटर है, पदार्थ की तुलना में m ^ ^ 2 के बराबर 10,000 गुना घने सीसा है। ( , ) , .