Кабели из диборида магния в ЦЕРН
Учёные из ЦЕРН, европейской организации по ядерным исследованиям, работают над созданием сверхпроводящих магнитов, на базе которых можно будет сделать магнитный щит для защиты космонавтов от высокоэнергетических частиц. Проект назван European Space Radiation Superconducting Shield (SR2S, Европейская космическая сверхпроводящая защита от излучения). Об этом исследователи из ЦЕРН рассказали 5 августа в пресс-релизе.
Космос — место неуютное. Кроме других очевидных проблем, космонавты сталкиваются с губительным воздействием космического излучения — высокоэнергетических частиц, которыми наполнена Вселенная. На голубом шарике Земли мы надёжно укрыты от них сильным магнитным полем нашей планеты. Тот же принцип учёные хотят применить для защиты долгосрочных космических миссий — например, пилотируемого полёта на Марс.
В опасности космического излучения сомневаться не приходится. Эксперименты на мышах, подвергавшихся бомбардировке высокоэнергетическими частицами, выявили нарушение структуры мозга: уменьшение количества дендритов (отростков нейронов). Его связывают с болезнью Альцгеймера, и оно ведёт к ухудшению работы мозга, в частности, памяти. Кроме того, считается, что генетические ошибки, появляющиеся из-за воздействия таких частиц при делении клеток, могут значительно увеличивать риски возникновения раковых опухолей.
Для создания достаточно мощного магнитного поля, которое укутает космический корабль, учёные взяли диборид магния (MgB2) — тот же проводящий материал, который используется в Большом адроном коллайдере.
В апреле 2014 года учёные ЦЕРН объявили о получении рекордных показателей тока — при температуре 24К через два двадцатиметровых отрезка кабеля из диборида магния был пропущен ток силой 20кА.
«В рамках проекта мы несколько месяцев собираемся тестировать катушку, обмотанную сверхпроводящей лентой диборида магния,- говорит Бернардо Бордини, координатор ЦЕРН по вопросам проекта SR2S. — Эта катушка специально разработана для определения эффективности магнитной защиты на основе сверхпроводимости».
Несомненно, для создания полноценной защиты потребуется решить множество технических вопросов. Помогает учёным тот факт, что диборид магния — достаточно хорошо проверенный материал, который, к тому же, обладает сверхпроводимостью при температурах до 25К, что позволит создать на космическом корабле упрощённую систему охлаждения.
Комментарии (18)
tnenergy
08.08.2015 13:27+10>учёные взяли диборид магния (MgB2) — тот же проводящий материал, который используется в Большом адроном коллайдере.
Нет, диборид магния не используется в БАК. Используются традиционные ниобиевые интерметаллиды NbTi и Nb3Sn. На момент сооружения БАК диборид магния еще был далек от применения в таких крупных и отвественных проектах.
>В апреле 2014 года учёные ЦЕРН объявили о получении рекордных показателей тока — при температуре 24К через два двадцатиметровых отрезка кабеля из диборида магния был пропущен ток силой 20кА.
А для Nb3Sn еще 15 лет назад получили рекордное значение в 80кА для прототипа тороидальной катушки ИТЭР на испытательном стенде SULTAN, Причем надо понимать, что рекордные токи сами по себе выше, речь идет о большом токе в большом магнитном поле.
По проекту SR2S — проект чисто бумажный, никто 100-тонный магнит пока в космос запускать не собирается. В основном здесь пытаются решить задачу перенесения наработок по наземным высокомощным магнитам в космос — с космическим подходом к теплоизоляции (с помощью экранов) и конструктиву.
Для гиков я загрузил постер проекта с летней конференции по криогенике CEC-ICMC.Chesnok
08.08.2015 14:30О, коллега! Я общался с французом, представлявшим данную работу, и, честно говоря, все казалось не слишком убедительным. Не помню, что меня смутило сильнее всего: размеры данного «щита», размеры системы охлаждения для щита или же размеры панелей для сброса тепла, но мне показалась данная система через чур дорогой.
П.С. по идее все постеры должны быть на индико.tnenergy
08.08.2015 14:46>О, коллега!
Хм, нет, я просто сочувствующий :)
>Я общался с французом, представлявшим данную работу, и, честно говоря, все казалось не слишком убедительным.
Я не общался, но мне тоже кажется не слишком убедительным. Т.е. проработаны какие-то аспекты, тепловой, магнитный расчеты, а остальное все — эскизно.
>П.С. по идее все постеры должны быть на индико.
Оттуда и взято, просто дольше искать заново, чем залить :)
paul_155
08.08.2015 13:45+5как обычно от SLY_G одна «вода»
кстати слой воды вокруг космонавтов будет и проще и лучше для защиты от радиации
eugenius_nsk
08.08.2015 19:33+11Предлагаете для защиты космонавтов использовать SLY_G, чтобы он генерировал воду?
mib
09.08.2015 17:53А как влияет магнитное поле огромной напряженности на мышей?
Не вызовет ли долговременное воздействие мощнейшего магнитного поля те-же генетические ошибки?
HomoLuden
10.08.2015 13:17Постоянное магнитное поле не должно сильно влиять на живые организмы. Мы же живем внутри такого на Земле.
Высокочастотное переменное эл./маг. поле — это то, что в микроволновке.
tnenergy
11.08.2015 21:43Я как-то искал, наткнулся, что поля примерно в 20-25 тесла должны уже начинать вызывать проблемы с кровообращением у человека. Но поскольку магниты на такие поля — считанные в мире, то никто эксперимент не ставил.
>Не вызовет ли долговременное воздействие мощнейшего магнитного поля те-же генетические ошибки?
По какому механизму??
Кстати, в предложенном концепте в жилом отсеке поля-то и не будет, магнит тороидальный же. Специально, что бы не ставить натурные эксперименты на людях «жизнь в 1 тесловом магнитном поле».
m0Ray
11.08.2015 04:01Вот интересно, что заставляет «сверхнамагниченность» принимать за «сверхпроводимость»? Эффект фиксируется только по магнитному полю. Кольца из «сверхпроводящего» материала разрезали, т.е. кольцевого тока там быть не могло, а магнитное поле оставалось. Где, блин, научный подход?
tnenergy
11.08.2015 21:59>Кольца из «сверхпроводящего» материала разрезали, т.е. кольцевого тока там быть не могло, а магнитное поле оставалось.
А можно про это почтитать? А то 50 лет уже инженеры используют этот эффект в хвост и в гриву, а оказывается все неправильно!!!m0Ray
11.08.2015 22:30«Камерлинг-Оннесу пришло в голову разрезать сверхпроводящее свинцовое кольцо… Казалось, что ток должен прекратиться; в действительности, однако, отклонение магнитной стрелки, регистрировавшей силу тока, при перерезке кольца нисколько не изменилось – так, как если бы кольцо представляло собой не проводник с током, а магнит» Я.И.Френкель. Сверхпроводимость. М.-Л., ОНТИ, 1936.
А что там у нас инженеры используют, а?tnenergy
11.08.2015 22:52Сверхпроводящие магниты используют. Вон у меня стоит COMSOL Multiphysics и к нему плагин по сверхпроводимости. Говорят, считает весьма точно.
>«Камерлинг-Оннесу пришло в голову разрезать сверхпроводящее свинцовое кольцо… Казалось, что ток должен прекратиться; в действительности, однако, отклонение магнитной стрелки, регистрировавшей силу тока, при перерезке кольца нисколько не изменилось – так, как если бы кольцо представляло собой не проводник с током, а магнит» Я.И.Френкель. Сверхпроводимость. М.-Л., ОНТИ, 1936.
А посвежее, чем пересказы работ десятых готов в 1936 ничего нет? Может просто Я. Френкель что-то недопонял?m0Ray
11.08.2015 23:34Ну, считать по теории — это одно, а применять — совсем другое. Горят, говорят, эти «сверхпроводящие» соленоиды в ускорителях знатно.
Посвежее? Извольте.
Федюкин В.К. Не сверхпроводимость электрического тока, а сверхнамагничиваемость материалов.
?
СПб.: СПбГИЭУ, 2008. – 112 с.
Рецензенты: Доктор физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник Института проблем машиноведения РАН С.А. Атрошенко
Представлен анализ основных экспериментов, их интерпретаций и множества теорий так называемой «сверхпроводимости электрического тока» в металлах и других твердых телах при низких (криогенных) температурах. Показана ошибочность представлений о «сверхпроводимости». Доказывается, что явление, названное Камерлинг-Онессом сверхпроводимостью, не является таковым и оно не обусловлено невероятной сверхтекучестью электронов в теле. Утверждается, что обнаруженное К-Онессом явление есть устойчивая поляризация электронной структуры атомов и, как следствие этого, сверхнамагниченность всего тела. Предлагается рассматривать данное явление не как сверхпроводимость электричества, а как сверхнамагниченность. Изложена оригинальная модель микроскопической теории сверхмагнетизма. Разрабатываемый автором подход к созданию новой теории сверхнамагничиваемости веществ при низких закритических температурах представляется более адекватным физической природе этого явления, что очевидно позволит решить многие принципиальные вопросы науки и практики использования сверхмагнетиков в технике будущего. Для инженерно-технических, научных работников, аспирантов и студентов, занимающихся или интересующихся проблемами физики и технологий производства новой техники.
window.edu.ru/resource/138/53138/files/fedukin.pdf
tnenergy
11.08.2015 23:45готов = годов.
tnenergy
11.08.2015 23:49Т.е. имеем странное высказывание автора 1936 года и некую оригинальную гипотезу. А можно увидеть экспериментальное подтверждение — как разорванный сверхпроводник остается намагниченым? Благо, сегодня достаточно жидкого азота и ВТСП-ленты. Не надо скромничать с экспериментом, это тянет на Нобеля.
m0Ray
12.08.2015 00:38У вас доступ есть ко всем этим делам — вам и карты в руки. Мне крышу в доме красить надо, семенной фонд обновлять и систему автоматического полива конструировать, лишних денег на азот и ВТСП-керамику нет.
Однако вы почитайте работу Федюкина, там и другие доказательства помимо «странного высказывания» имеются. Тот же разрыв, если я не ошибаюсь, повторён много раз и на его объяснение пущен «туннельный эффект» да прочие плюшки общепринятой теории.
Бритвы Оккама на них нет…
Alexeyslav
А уже определились с необходимой силой магнитного поля? Не хватает существующих технологий?