Главная.Новости.Направления деятельности.Публикации.Контакты.

© 2010-2014 СарФТИ НИЯУ МИФИ

English version

Проволочные соленоиды сильного магнитного поля ССМП-55-19

Планируется увеличение максимального поля в соленоиде до 55 Тл.

Временные зависимости импульсов поля для экспериментальных соленоидов. На вставке показаны соответствующие временные развёртки импульсов тока.

 

Намагниченность порошка Nd2Fe14B, помещенного в эпоксидный состав. Начальная намагниченность образца ориентирована вдоль приложенного поля (черная кривая) и против него (серая кривая). На вставке – сигнал с компенсационных катушек, соответствующий встречной ориентации начальной намагниченности образца и внешнего поля.

 

ССМП-55-19-1

ССМП-55-19-3

ССМП-55-19-4

Физика и техника сильных магнитных полей

 

Технологии создания сильных магнитных полей

 

Установка сильных магнитных полей

В лаборатории создается установка сильных импульсных магнитных полей. В состав установки входят

 

Лаборатория обладает собственным криогенным оборудованием:

· Гелиевая машина CryoMech LP-12

· Криостаты различных типов, включая оптические гелиевые криостаты.

 

 

 

 

Методы измерения свойств веществ в сильных импульсных магнитных полях

 

Индукционные измерения намагниченности

Индукционная (компенсационная) методика измерения намагниченности позволяет проводить исследования осцилляционных эффектов и метамагнитных фазовых переходов в сильных магнитных полях. Она широко применялась для исследований в сверхсильных магнитных полях.

 

 

 

 

 

Астрофизические магнитные поля и их моделирование

Рассмотрена возможность возникновения динамо-эффекта при сжатии сильным импульсным магнитным полем полой проводящей сферической быстровращающейся оболочки. Качественно описан и оценен процесс генерации азимутального магнитного поля дифференциальным вращением, возникающим при схлопывании оболочки в импульсном магнитном поле, и процесс  генерации  магнитных  полей  при  помощи αω-динамо-эффекта.

 

Генерация азимутального магнитного поля дифференциальным вращением (слева) и полоидального магнитного поля гиротропной турбулентностью (справа).

 

Ниже показаны диэлектрическая проницаемость и проводимость изоэнтропически сжатого водорода до мультимегабарных давлений (измерены ВЧ методикой, цифры на графиках – давление в Мбар).

Высокочастотная (ВЧ) методика измерения проводимости

Служит для бесконтактного измерения проводимости и диэлектрической проницаемости образцов. Обладает высокой помехоустойчивостью. Применялась для исследований фазовых переходов в импульсных магнитных полях  и при изоэнтропическом сжатии веществ.

 

ВЧ сигнал проводимости FeSi в сверхсильном магнитном поле – переход полупроводник металл (FeSi).

Спиральные соленоиды

На установке также проводятся работы с цельноточеными соленоидами, изготовленными из бронзы и латуни (пиковые поля до 45 Тл при длительности импульса около 200 мкс.

Слева – спираль соленоида в технологической оправке, справа – элементы соленоида.

 

К концу 2010 года планируется запуск в эксплуатацию первой очереди установки с пиковым магнитным полем до 55 Тл при диаметре рабочего объема 20 мм..

 

Наиболее сложной проблемой при конструировании неразрушаемых соленоидов сильных магнитных полей являются сильные механические напряжения, возникающие под действием пондеромоторных сил. В лаборатории разрабатываются и изготавливаются предварительно напряженные соленоиды.

 

Технологии проволочных соленоидов

 

Лаборатория располагает собственной мастерской, также используется оборудование СарФТИ и РФЯЦ-ВНИИЭФ.

 

Намотка проволочных соленоидов выполняется микрокомпозиционным проводом Cu-Nb с нанокристаллической структурой, изготовляемыми во ОАО ВНИИНМ им. А.А.Бочвара. Такой проводник обладает уникальным сочетанием высокой прочности (до 1300 МПа) и проводимости (до 65 % IACS, т.е. от проводимости отожженной меди), которые необходимы для создания соленоидов сильных магнитных полей.

 

Наиболее сложной проблемой при конструировании неразрушаемых соленоидов сильных магнитных полей являются сильные механические напряжения, возникающие под действием пондеромоторных сил. Известно несколько способов сохранения конструкции от механического разрушения: (а) принцип динамического удержания: магнитное поле создается в течение очень короткого промежутка времени, и материал обмотки не претерпевает значительной деформации, (б) соленоид разбивается на секции, в каждой из которых механические напряжения не превышают предела прочности материала и не передаются от одной секции к другой, (в) бандажирование нержавеющей сталью или диэлектрическими материалами, (г) соленоид с квазибессиловой конфигурацией магнитного поля, когда сочетание азимутальных и аксиальных магнитных полей приводит к уравновешиванию радиальных магнитных сил, (д) предварительно напряженный соленоид.