A kínai SHMFF (Steady High Magnetic Field Facility) létesítményben szeptember 22-én újabb rekord dőlt meg, mikor rövid időre sikerült olyan erős mágneses teret létrehozni, ami a Föld mágneses mezejének erejét, illetve mágneses fluxussűrűségét 800 ezerszeresen haladta meg. Az eredményt egy rezisztív mágnessel érték el, ami az elektromágnesek egyik fajtája a szupravezető mágnesek mellett és a permanens mágnesekkel ellentétben tekercsekből áll, amelyek működése tetszés szerint ki és bekapcsolható. A rezisztív mágneseket vonzóvá teheti a viszonylag alacsony előállítási költségük, de működésük éppenséggel ellensúlyozza ezt az előnyt, a hűtési rendszerük miatt ugyanis nagyon nagy az energiafelhasználásuk.

Az SHMFF mágnesével is ez volt a gond: ahhoz, hogy a 42,02 teslát előállítsa, 32,3 megawattot fogyasztott.

Ennél vannak energiahatékonyabb megoldások is a mágnesek terén, de a rezisztív mágneseket mégis sok helyen használják a világban, bizonyos MRI (mágneses magrezonancia képalkotás) rendszerekben, egyes akkumulátorfajtákban és kutatóközpontban különféle vizsgálatok elvégzésére, amelyek erős mágneses mező jelenlétét igénylik, például anyagvizsgálatok során. Az SHMFF elmondása szerint a rezisztív mágnesek jó tulajdonsága, hogy általuk gyorsan és rugalmasan lehet a mágneses teret kontrollálni és még manapság is jóval erősebb mezőt tudnak generálni, mint a szupravezető mágnesek. A 42 teslás rekordot korábban csak egy alkalommal múlták felül egy kísérletben, mikor 45,22 teslát hoztak létre 2022-ben (szintén az SHMFF laboratóriumában), ehhez pedig egy hibrid mágnest használtak, ami a rezisztív és a szupravezető mágnesek kombinációja. Ehhez hasonló mágnes működik az amerikai MagLab (National High Magnetic Field Laboratory) létesítményében is, amivel 1999-ben érték el a 45 teslás csúcsot.

A hidrid mágnesek kívül szupravezető mágnest, belül rezisztív mágnestekercseket tartalmaznak, így valójában fogyasztanak vizet és energiát is, mivel a szupravezető rész folyamatos folyékony héliumos hűtést, a rezisztív elemek pedig vízhűtést igényelnek a túlmelegedés ellen. A bonyolult mérnöki megoldásokon alapuló hidridek építése azonban mégis a jövő technológiája lehet a velük elérhető rendkívül erőteljes mágneses mezők miatt.

A 42 teslás mágneses tér, amit a kínai kutatók demonstráltak, áttörésnek számít a rezisztív mágnesek történetében és négy év előkészítés és fejlesztés előzte meg, aminek során kialakították a megfelelő struktúrát. És hogy milyen erős mezőt is jelent a 42 tesla? Összehasonlításképpen:

• a Föld mágneses mezeje (mágneses fluxussűrűsége) 0,00005 tesla
• a CERN Nagy Hadronütköztetőjében található egyik fő detektor, az ATLAS központi szolenoid mágnese 2 teslás
• az ITER fúziós reaktor toroidális tekercsei 11,8 tesla erejű mágneses mezőt állítanak majd elő
• az ITER központi mágnese 13 tesla erejű lesz
• a Tokamak Energy Demo4 létesítményében, amiben a fúziós erőművekben zajló folyamatokhoz hasonló körülményeket tanulmányoznak, 18 teslás mágneses mezőt generálnak majd

(Fotó: CHMFL)

Kínai kutatók létrehozták a legerősebb stabil mágneses mezőt A Kínai Tudományos Akadémia kutatóinak 45,22 teslás mágneses teret sikerült létrehozniuk egy hibrid mágnes segítségével, ami ebben a kategóriában új világrekordnak számít.