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Super für Forschung & Technik: Supraleiter-Magnet erreicht Rekordwert

Von John Woll am 14.06.2019 20:21 Uhr
Ob in Teilchenbeschleunigern oder bei der Magnetresonanztomografie: In vielen Bereichen von Forschung und Technik kommen leistungsstarke Magneten zum Einsatz, höhere Feldstärken bringen hier auch neue Möglichkeiten mit sich. Jetzt hat ein Forscherteam einen neuen magnetischen Rekord aufgestellt: Sie haben einen Magneten konstruiert, der mit einer dauerhaften Feldstärke von 45,5 Tesla einen neuen Spitzenwert setzt.

Mithilfe eines Hochtemperatur-Supraleiters zum neuen Feldstärke-Rekord

Aktuelle Forschungs- und Technikbereiche wie physikalische Grundlagenforschung und Medizintechnik haben ein Problem: für ihre Arbeit werden sehr starke Magnetfelder benötigt, die dafür meist genutzten herkömmlichen Elektromagnete benötigen aber sehr viel Energie. Für das stärkste anhaltende Magnetfeld mit einer Feldstärke von 45 Tesla müssen so Magnete mit 31 Megawatt eingesetzt werden - Magnete, die höhere Feldstärken bieten, können diese bisher nur über Millisekunden aufrechterhalten.

1200 Tesla-Rekord hielt nur für Millisekunden
Wie Scinexx in einem aktuellen Bericht schreibt, ist es jetzt aber dem Forscher Seungyong Hahn von der Florida State University in Tallahassee und seine Kollegen gelungen, einen neuen Magneten zu konstruieren, der hier ganz neue Möglichkeiten bieten könnte - so berichtet das Team in Nature. Der neue Magnet, konstruiert aus einem Hochtemperatur-Supraleiter, erreichte in einem ersten Test eine Feldstärke von 45,5 Tesla. "Das ist das höchste bisher erreichte Feld eines Gleichstrommagneten seit zwei Jahrzehnten", so die Forscher stolz. Erste Ergebnisse ließen den Schluss zu, dass in Zukunft auch Feldstärken von 60 Tesla erreicht werden könnten.

Aufbau sehr interessant

Interessant ist dabei auch der Aufbau, den die Forscher für den neuen Rekord-Magneten gewählt haben: Wichtigster Baustein ist dabei ein 30 Mikrometer dünnes, mehrschichtiges Band, das die Forsher REBCO-Tape taufen. Auf eine Trägerschicht werden demnach verschieden Supraleiter-Gruppen (REBa2Cu3Ox) aufgetragen und mit einer Silberschicht und einem Kupferstabilisator umschlossen. Diese Tape wird dann um einen Kupferkern gewickelt.

Diese Konstruktion wird dann wiederum in eine mit Helium gekühlte Röhre eingebracht, die wiederum in einen herkömmlichen Elektromagneten eingeführt wird. "Unser Magnet ist damit ein Hybrid, bei dem der supraleitende Magnet im Inneren des Ohm-Magneten steht", so Hahn und sein Team. Im nächsten Schritt muss die Konstruktion des Testmagneten jetzt verbessert werden, um diesen zu einem "einsatzfähigen Arbeitsmagneten"zu machen, so die Forscher.
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