برنا از ساخت میدان مغناطیسی ۷۰۰ هزار برابر زمین گزارش می‌دهد:
زهرا وجدانی: دانشمندان چینی موفق شدند با ساخت یک آهن‌ربای کاملاً ابررسانا، میدان مغناطیسی پایداری به قدرت ۳۵۱ هزار گوس تولید کنند؛ رکوردی که نه‌تنها مرز‌های علمی را جابه‌جا کرده بلکه آینده فناوری‌های پیشرفته‌ای همچون همجوشی هسته‌ای، پیشرانش فضایی، شناوری مغناطیسی و انتقال برق را دگرگون خواهد کرد. این میزان بیش از ۷۰۰ هزار برابر میدان مغناطیسی طبیعی زمین است که تنها حدود ۰٫۵ گوس قدرت دارد.
این دستاورد روز یکشنبه توسط مؤسسه فیزیک پلاسما آکادمی علوم چین (ASIPP) در شهر هفی استان آن‌هوئی اعلام شد. علاوه بر این مؤسسه مرکز بین‌المللی ابررسانایی کاربردی هفی، مؤسسه انرژی مرکز ملی علوم جامع هفی و دانشگاه تسین‌هوا نیز در این پروژه نقش‌آفرین بوده‌اند. رکورد جدید رکورد پیشین جهان یعنی ۳۲۳ هزار و ۵۰۰ گوس را پشت سر گذاشت و جایگاه چین را به‌عنوان پیشتاز فناوری آهن‌ربا‌های ابررسانا تثبیت کرد.
چرا این رکورد اهمیت دارد؟
میدان‌های مغناطیسی فوق‌قوی، ابزار کلیدی بسیاری از فناوری‌های پیشرفته هستند. از یک‌سو در علوم پزشکی و شیمی، ابزار‌هایی همچون طیف‌سنج‌های رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR) و تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) بدون این میدان‌ها کارایی نداشتند. از سوی دیگر در فناوری‌های استراتژیک همچون همجوشی هسته‌ای بدون میدان‌های قوی امکان مهار و کنترل پلاسما وجود ندارد.
پژوهشگران چینی تاکید دارند که این پیشرفت می‌تواند مسیر تجاری‌سازی ابزار‌های علمی ابررسانا را سرعت بخشد. به بیان دیگر فناوری‌ای که امروز در محیط آزمایشگاهی به‌کار گرفته شده، فردا می‌تواند در قالب دستگاه‌ها و سامانه‌هایی در اختیار صنعت، پزشکی و حتی حمل‌ونقل عمومی قرار گیرد.
جزئیات فنی دستاورد
به گفته لیو فانگ، پژوهشگر ارشد مؤسسه فیزیک پلاسما این آهن‌ربا با استفاده از فناوری سیم‌پیچ درونی ابررسانای دما بالا ساخته شده که به صورت هم‌محور درون آهن‌ربا‌های ابررسانای دما پایین قرار گرفته است. این طراحی ترکیبی، امکان پایداری سیستم را در میدان‌های بسیار قوی و شرایط دمایی سخت فراهم می‌کند.
در آزمایش نهایی آهن‌ربا تا سطح ۳۵٫۱ تسلا (معادل ۳۵۱ هزار گوس) انرژی‌گذاری شد و توانست به مدت ۳۰ دقیقه بدون افت عملکرد در وضعیت پایدار باقی بماند. پس از آن فرایند دمغناطیس‌سازی به‌صورت ایمن و کامل انجام شد؛ نشانه‌ای که قابلیت اطمینان این فناوری را برای کاربرد‌های طولانی‌مدت تأیید می‌کند.
چالش‌های مهندسی و راه‌حل‌ها
رسیدن به چنین رکوردی بدون عبور از موانع پیچیده مهندسی ممکن نبود. محققان گزارش کردند که با مشکلاتی نظیر:
• تمرکز تنش‌های مکانیکی در ساختار آهن‌ربا،
• جریان‌های حفاظتی ناخواسته که بر عملکرد مغناطیسی اثر می‌گذارند،
• و برهم‌کنش چندمیدانی در شرایط دمای پایین و میدان بالا
مواجه بودند. برای حل این چالش‌ها، تیم تحقیقاتی طراحی نوینی را توسعه داد که موجب افزایش چشمگیر پایداری مکانیکی و کارایی الکترومغناطیسی سامانه شد.
این توانایی در کنترل اثرات پیچیده محیطی نشان می‌دهد که فناوری جدید صرفاً یک رکورد آزمایشگاهی نیست بلکه پایه‌ای برای استفاده عملی در پروژه‌های عظیم صنعتی و علمی آینده خواهد بود.
کاربرد‌های گسترده؛ از همجوشی تا حمل‌ونقل
آهن‌ربا‌های ابررسانا در قلب فناوری همجوشی مغناطیسی قرار دارند؛ فناوری‌ای که هدف آن تولید انرژی پاک و تقریباً نامحدود از طریق تقلید فرآیند‌های هسته‌ای خورشید است. این آهن‌ربا‌ها وظیفه ایجاد قفس مغناطیسی را بر عهده دارند که پلاسما را در دما‌های میلیون‌ها درجه محصور نگه می‌دارد.
علاوه بر همجوشی، میدان‌های فوق‌قوی می‌توانند در زمینه‌های زیر تحولات بزرگی ایجاد کنند:
• پیشرانش الکترومغناطیسی فضایی: سامانه‌هایی که سفر‌های بین‌سیاره‌ای را سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر می‌کنند.
• شناوری مغناطیسی (Maglev): قطار‌های پرسرعتی که با میدان مغناطیسی روی ریل‌ها معلق می‌شوند و اصطکاک مکانیکی را به صفر می‌رسانند.
• انتقال برق پربازده: استفاده از ابررساناها برای کاهش هدررفت انرژی در شبکه‌های برق.
• گرمایش القایی ابررسانا: کاربرد در صنایع سنگین و فرایند‌های متالورژیکی.
جایگاه چین در پروژه‌های بین‌المللی
به گزارش interesting engineering، چین سال‌هاست که در زمینه فناوری‌های ابررسانا سرمایه‌گذاری کرده است. مؤسسه فیزیک پلاسما (ASIPP) به‌طور خاص مسئولیت ساخت بخش‌های کلیدی پروژه عظیم راکتور آزمایشی همجوشی هسته‌ای بین‌المللی (ITER) را برعهده دارد. این پروژه که با مشارکت کشور‌های مختلف در فرانسه در حال اجراست، بزرگ‌ترین آزمایش همجوشی در جهان محسوب می‌شود.
ASIPP تاکنون توانسته است ساخت ابررساناها، سیم‌پیچ‌های اصلاحی و تغذیه‌کننده‌های مغناطیسی این پروژه را بومی‌سازی کرده و وابستگی به واردات خارجی را کاهش دهد. این موضوع علاوه بر ارتقای توان ملی چین نقش این کشور را در شکل‌دهی آینده انرژی جهان پررنگ‌تر می‌کند.
دستاورد اخیر تنها یک رکورد آزمایشگاهی نیست؛ بلکه نقطه عطفی در مسیر توسعه فناوری‌های ابررساناست. به باور کارشناسان چنین پیشرفت‌هایی در آینده‌ای نه‌چندان دور می‌تواند راه را برای تجاری‌سازی همجوشی هسته‌ای، حمل‌ونقل مغناطیسی فراسرعت و شبکه‌های انرژی کارآمدتر هموار کند.
چین با ثبت این رکورد نشان داد که در رقابت جهانی برای دستیابی به فناوری‌های انرژی نوین و ابررسانایی گام‌های بلندی برداشته است. پرسش کلیدی اکنون این است: آیا این پیشرفت‌ها می‌توانند به‌سرعت از آزمایشگاه‌ها به صنعت منتقل شوند و تأثیر واقعی خود را بر زندگی روزمره بشر بگذارند؟
انتهای پیام/
|
مطالب پیشنهادی از سراسر وب |
