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Inhalt archiviert am 2024-05-21

Advanced research magnet systems

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Entwicklung eines 45 Tesla-starken Bohrmagneten

Die Größe von Magneten wird normalerweise von der Größe der verfügbaren Energiequelle bestimmt, d.h. umso größer die Energiequelle, desto größer der Magnet. Eine niederländische Universität hat die Möglichkeiten aufgegriffen, die von einem Feldlabor in Dresden und einer erneuerten Installation in Nijmegen präsentiert wurden, und einen 45 Tesla-starken Bohrmagnet entwickelt. Dieser Magnet soll wesentliche Infrastrukturbedürfnisse abdecken, um in Europa Einrichtungen mit einem starken Magnetfeld zu bauen, die von Forschern für Experimente in hochpulsierten nichtdestruktiven Feldern genutzt werden.

Für Forschungsaktivitäten in starken Magnetfeldern braucht man große Bohrmagneten mit noch stärkeren Magnetfeldern. Bei der Herstellung solcher großen Magnete treten aber zahlreiche Probleme auf, was die Drahtherstellung, die Spulenwindung und den Magnetschutz betrifft. Die an diesem Projekt beteiligten niederländischen Wissenschaftler haben diese Schwierigkeiten beobachtet und waren schließlich in der Lage, eine 45-Tesla starke Magnetspule mit einem inneren Durchmesser von 100 Millimeter zu bauen. Die erste Spule versagte während der Testperiode, weil zur Isolierung die herkömmliche Kapton-Schicht verwendet wurde. Deshalb hat man schließlich für die Isolierung der zweiten Magnetspule Glasfaser verwendet, weil sich dieses Material besser für die in großen Teilen des Drahts herrschenden höheren Wicklungskräfte eignet. Der zweite Magnet verfügte nicht nur über einen Glasfasermantel, sondern ebnete auch noch den Weg für zwei neuere Technologien. Die erste Technologie umfasst die mechanische und elektrische Verbindung von unterschiedlich langen Konduktoren zu einer Magnetspule. Die zweite Technologie beinhaltete den mechanischen Schutz eines zweiwandigen G10-Zylinders, der mit Schmiermittel gefüllt war, um die äußere Spule bei einem Versagen der inneren Spule zu schützen. Die Wissenschaftler planen nun einen dritten großen Bohrmagneten zu bauen, der eine Kopie des zweiten Magneten sein wird. Mit den erzielten Ergebnissen können jetzt zwei ähnlich große Magnetspulen in Feldlabors mit 50 Mega-Joules bzw. für eine erneuerte 20 Mega-Watt starke Installation genutzt werden.