สร้างสถิติโลกด้วยแม่เหล็ก 38 เทสลาใหม่

การวิจัยวัสดุสร้างความต้องการอย่างต่อเนื่องสำหรับแม่เหล็กที่แรงกว่า เนื่องจากสนามแม่เหล็กที่สูงขึ้นทำให้สามารถเปิดเผยและตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุที่สำคัญได้มากขึ้น ในสนามแม่เหล็ก 38 เทสลา เอฟเฟกต์ควอนตัมบางอย่างจะแรงกว่าในสนาม 33 เทสลาถึงหนึ่งร้อยเท่า ซึ่งเป็นสนามแม่เหล็กสูงสุดที่มีอยู่ในห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัย Radboud จนถึงขณะนี้ นี่คือเหตุผลว่าทำไมในปี 2011 HFML จึงเริ่มโครงการที่มีความทะเยอทะยานในการออกแบบแม่เหล็กตัวต้านทานซึ่งจะทำลายสถิติโลกปัจจุบันที่ 36 เทสลา ก้าวกระโดดสำหรับวิทยาศาสตร์ ตามที่นักวิจัย HFML Dr. Uli Zeitler กล่าวว่า 38 เทสลาเป็นก้าวกระโดดครั้งใหญ่สำหรับวิทยาศาสตร์: "ก้าวจาก 33 เทสลาเป็น 38 เทสลามีความสำคัญมากสำหรับเรา เราจะสามารถชี้แจงคุณสมบัติของวัสดุได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น และสิ่งนี้จะช่วยส่งเสริมนวัตกรรมและการพัฒนาวัสดุที่สำคัญ สิ่งนี้เป็นที่สนใจของเราที่ HFML เช่นเดียวกับนักวิจัยภายนอกที่เข้ามาใช้สิ่งอำนวยความสะดวกของเรา การทดลองในสนามแม่เหล็กสูงดังกล่าวในปัจจุบันสามารถทำได้ใน 45 tesla เท่านั้น แม่เหล็กไฮบริดซึ่งเป็นแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดบางส่วนในแทลลาแฮสซี (สหรัฐอเมริกา) ซึ่งมีการจองเกินจำนวนมหาศาลและไม่สามารถตอบสนองความต้องการทั้งหมดได้ ด้วยแม่เหล็ก 38 เทสลา ใหม่ของเรา เราจะสร้างสนามแม่เหล็กในระดับนี้ให้กับนักวิทยาศาสตร์กลุ่มใหญ่ขึ้น" รูระบายความร้อน ดร. Frans Wijnen เป็นผู้จัดการโครงการของโครงการที่ผลักดันขอบเขตของเทคโนโลยี หนึ่งในความท้าทายที่เขาเผชิญคือการเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนของขดลวดแม่เหล็ก เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่แรงขึ้น กระแสที่สูงขึ้นต้องผ่านขดลวดและทำให้เกิดความร้อนมากขึ้น Wijnen: "คอยล์แต่ละอันมีรูเล็กๆ มากมายในนั้น ซึ่งของเหลวระบายความร้อนไหลผ่านได้ และการระบายความร้อนที่ดีขึ้นสามารถทำได้โดยการเพิ่มขนาดของรูระบายความร้อนเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ส่งผลให้กระแสไหลผ่านส่วนที่เหลือของ ขดลวดซึ่งจะเพิ่มแรงที่ส่วนเหล่านี้ได้รับ เราคำนวณว่า เราจะสามารถเพิ่มขนาดของรูได้เพียงพอก็ต่อเมื่อเราเปลี่ยนรูปร่างของรู และดังนั้น ตำแหน่งของจุดความเค้น: การออกแบบที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน โชคดีที่ การปรับเปลี่ยนนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จ ผู้อำนวยการ HFML ศ.ดร. ไนเจล ฮัสซีย์: "การบุกเบิกวิทยาศาสตร์มักต้องการเทคโนโลยีบุกเบิก ที่ HFML ทีมงานทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในการสร้างสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมือนใครสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ด้วยแม่เหล็กเทสลา 38 ตัวที่สองที่วางแผนไว้สำหรับปี 2558 เรากำลังตั้งตารอที่จะมีแม่เหล็กขนาดใหญ่ การหลั่งไหลของผู้ใช้ใหม่สู่ห้องปฏิบัติการจากทั่วโลกในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า" ขนาดใหญ่และแม่นยำ ด้วยการออกแบบใหม่นี้ HFML ยังท้าทายซัพพลายเออร์และผู้ผลิตชาวดัตช์จำนวนหนึ่งด้วย ตัวอย่างเช่น ขดลวดต้องทำจากวัสดุอื่น Wijnen: "ขดลวดแม่เหล็ก HFML จำนวนมากทำจากทองแดง ซึ่งไม่แข็งแรงพอสำหรับแม่เหล็กใหม่นี้ นั่นคือเหตุผลที่เราเปลี่ยนไปใช้ส่วนผสมของทองแดงและเงิน Brandsma Metaalveredeling (การประมวลผลโลหะของ Brandsma) จัดการกับแผ่นเงินนี้ วัสดุที่ซับซ้อนและ MCi เจาะรูระบายความร้อน อุปกรณ์เหล่านี้มีขนาดใหญ่แต่มีความแม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน จุดสุดยอดคือปลอกภายนอกสำหรับแม่เหล็ก ซึ่งเราร่วมมือกับ Van Halteren ปลอกมีน้ำหนักหลายตัน เฉพาะฝาเท่านั้นที่มีน้ำหนักมากกว่า ตัน ค่าใช้จ่ายของแม่เหล็ก HFML ใหม่นั้นน้อยกว่าหนึ่งในสิบของแม่เหล็กไฮบริดในแทลลาแฮสซี Wijnen: "แม่เหล็กแบบไฮบริดประกอบด้วยขดลวดตัวต้านทานในตัวและขดลวดตัวนำยิ่งยวด มีราคาประมาณ 15 ล้านยูโร แม่เหล็กเทสลา 38 ตัวของเรามีราคา 1.5 ล้านยูโร และขณะนี้เรากำลังวางแผนที่จะสร้างตัวที่สองในราคาเพียง 1 ล้านยูโร นั่นเป็นลำดับความสำคัญที่แตกต่างกันแม้ว่าคุณจะคำนึงถึงค่าไฟฟ้าประมาณหนึ่งล้านยูโรต่อปีก็ตาม" อย่างไรก็ตาม HFML กำลังสร้างแม่เหล็กไฮบริดเช่นกัน "แม่เหล็กตัวต้านทานมีขีดจำกัด และด้วยความก้าวหน้านี้ ตอนนี้เราเข้าใกล้ขีดจำกัดนั้นแล้ว แม่เหล็กไฮบริดของเราเอง ซึ่งน่าจะพร้อมใช้ในปี 2560 คาดว่าจะทำได้ถึง 45 เทสลา"