Какие магниты считаются самыми сильными в мире. Как измеряется сила магнитов. Какие материалы используются для создания сверхмощных магнитов. Где применяются самые мощные магниты.
Характеристики и измерение силы магнитов
Магнитная сила является ключевым свойством любого магнита, определяющим его эксплуатационные качества и области применения. Но как именно измеряется эта сила?
Основной единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл). Чем выше значение в теслах, тем более мощным считается магнит. Для сравнения силы различных магнитов используют следующие показатели:
- Остаточная магнитная индукция (Br) — характеризует силу магнитного поля при отсутствии внешнего поля
- Коэрцитивная сила (Hc) — величина размагничивающего поля, необходимого для уменьшения намагниченности до нуля
- Максимальное энергетическое произведение (BHmax) — показатель энергии, запасенной в магните
Для более наглядного сравнения часто используют показатель «усилие на отрыв» — сила, необходимая для отрыва магнита от ферромагнитной поверхности. Он измеряется в килограммах или ньютонах.
Самые мощные постоянные магниты
Среди постоянных магнитов наиболее сильными на сегодняшний день считаются:
- Неодимовые магниты (NdFeB) — остаточная индукция до 1,4 Тл
- Самарий-кобальтовые магниты (SmCo) — до 1,1 Тл
- Альнико (AlNiCo) — до 1,3 Тл
- Ферритовые магниты — до 0,4 Тл
Неодимовые магниты значительно превосходят другие типы по силе магнитного поля. Какие факторы обеспечивают их лидерство?
Преимущества неодимовых магнитов:
- Высокая остаточная индукция — до 1,4 Тл
- Большая коэрцитивная сила — устойчивость к размагничиванию
- Компактные размеры при высокой мощности
- Стабильность свойств во времени
Однако у неодимовых магнитов есть и недостатки — высокая стоимость и низкая рабочая температура (до 80-150°C в зависимости от марки).
Сверхмощные электромагниты
Электромагниты способны создавать гораздо более сильные поля, чем постоянные магниты. Какие рекорды установлены в этой области?
Самый мощный стационарный электромагнит на сегодня создан в Национальной лаборатории сильных магнитных полей в Таллахасси (США). Он генерирует поле силой 45 Тл в непрерывном режиме.
Рекорд по силе импульсного магнитного поля принадлежит магниту, созданному в Лос-Аламосской национальной лаборатории. В 2012 году он произвел импульс силой 100 Тл длительностью в несколько миллисекунд.
Применение сверхсильных магнитов
Где находят применение самые мощные магниты? Основные сферы использования:
- Научные исследования (ускорители частиц, термоядерный синтез)
- Медицинская диагностика (МРТ-сканеры)
- Промышленное оборудование (магнитные сепараторы, подъемные системы)
- Электродвигатели и генераторы
- Аудиотехника (динамики, наушники)
- Компьютерные жесткие диски
Сверхпроводящие магниты позволяют создавать сильные и стабильные поля для таких установок, как Большой адронный коллайдер.
Перспективные разработки в области сверхсильных магнитов
Исследования по созданию еще более мощных магнитов продолжаются. Какие направления считаются наиболее перспективными?
- Разработка новых магнитных материалов с улучшенными характеристиками
- Создание гибридных магнитных систем
- Совершенствование сверхпроводящих магнитов
- Исследования в области квантовых эффектов для усиления магнитных полей
Ученые надеются в будущем преодолеть барьер в 100 Тл для постоянных магнитных полей, что откроет новые возможности для науки и техники.
Магнитные поля в природе
Как силы искусственных магнитов соотносятся с природными магнитными полями? Рассмотрим несколько примеров:
- Магнитное поле Земли — около 50 мкТл на поверхности
- Магнитное поле Юпитера — до 14 000 мкТл
- Магнитное поле нейтронных звезд — до 100 млрд Тл
Даже самые мощные созданные человеком магниты значительно уступают по силе поля космическим объектам. Магнитное поле магнетара может быть в квадриллион раз сильнее земного.
Меры безопасности при работе с мощными магнитами
Сверхсильные магниты требуют соблюдения особых мер предосторожности. Какие основные правила безопасности следует соблюдать?
- Использовать защитные очки и перчатки
- Держать магниты на безопасном расстоянии от электронных устройств
- Не допускать резкого соединения мощных магнитов
- Хранить магниты в экранированных контейнерах
- Не допускать нагрева выше рабочей температуры
При работе со сверхпроводящими магнитами необходимо учитывать риски, связанные с криогенными жидкостями и сильными магнитными полями.
Какой магнит самый мощный? — блог Мира Магнитов
Магнитная сила – это самое важное свойство магнита. Именно от этого показателя зависят его эксплуатационные качества и сфера применения. Силу магнитов измеряют в единицах тесла (Тл). То есть, чтобы узнать, какой магнит самый мощный, нужно провести сравнение различных материалов по этому показателю.Самый мощный электромагнит
Ученые в разных странах стараются создать самый мощный магнит в мире и порой добиваются очень любопытных результатов. На сегодняшний день статус самого сильного электромагнита удерживает за собой установка в национальной лаборатории в Лос-Аламосе (США). Гигантское устройство из семи наборов катушек общей массой 8,2 тонны вырабатывает магнитное поле мощностью 100 Тл. Этот впечатляющий показатель в 2 миллиона раз превышает силу магнитного поля нашей планеты. Стоит отметить, что соленоид магнита-рекордсмена произведен из российского нанокомпозита медь-ниобий. Этот материал разработан учеными Курчатовского института при содействии ВНИИ неорганических материалов им. А. А. Бочвара. Без этого сверхпрочного композита новый самый мощный магнит в мире не сумел бы превзойти рекорд предшественника, поскольку главная техническая сложность при работе установок такого уровня – сохранение целостности при воздействии сильнейших магнитных импульсов. Максимальная зафиксированная сила поля электромагнита, который был разрушен импульсами во время эксперимента, составила 730 Тл. В СССР ученые, используя магнит особой конструкции и взрывчатые вещества, сумели создать импульс в 2800 Тл. Полученные в лабораториях магнитные импульсы в миллионы раз превосходят магнитное поле Земли. Но даже самый мощный магнит, который удалось построить на сегодняшний день, в миллионы раз слабее нейтронных звезд. Магнетар SGR 1806−20 обладает магнитным полем силой 100 миллиардов Тесла.Самый сильный магнит для бытового использования
Конечно, магнитная сила звезд и эксперименты ученых – это интересно, но большинство пользователей хочет узнать, какой магнит самый мощный для решения конкретных прикладных задач. Для этого нужно провести сравнение силы магнитного поля различных видов магнитов:Характеристики неодимовых магнитов
Данную статью мы написали, чтобы дать ответ на вопрос о классах магнитов, их стандартах, физических характеристиках.
Несмотря на то, что предлагаемые нами магниты называются неодимовыми, они могут очень сильно отличаться друг от друга, ведь у каждого магнита есть свои физические характеристики, а не только размеры, форма и покрытие. Поэтому вопрос, какие именно неодимовые магниты Вас интересуют, не должен ставить Вас в тупик. В этой статье Вы получите ответы на многие свои вопросы.
Что обозначают буквы и цифры в классах неодимовых магнитов?
Зачастую, мы, как производители и продавцы, хотим услышать технические характеристики магнита, а именно буквы и цифры, в которых они (технические характеристики) зашифрованы. А покупатель зачастую досконально знает свою область применения магнитов, но номенклатуру, тем более международную, не знает.
В первую очередь, неодимовые магниты делят на классы, которые обозначаются буквами и числами (например, N35), в которых и заложена основная информация о магните. Ниже приведена стандартная номенклатурная таблица характеристик неодимовых магнитов (смотрите в левый столбик – там указаны классы).
В таблице все численные величины мы представили в двух единицах измерения. Первая, без скобочек, – это величина измерения в системе СИ (эта та система, в которой работает наша страна), а вторая (указана в скобках), – это измерения в международной системе СГСЕ (европейские стандарты). Для Вашего удобства мы решили указать в таблице обе единицы измерения.
Таблица характеристик неодимовых магнитов
Начинаем изучать таблицу справа налево. Как Вы можете увидеть по правому столбику таблицы, основное классовое отличие магнитов – это их рабочая температура использования, то есть та допустимая максимальная температура, превышая которую магнит начинает терять свои магнитные свойства. Таким образом, на температурный диапазон использования магнита указывает буквенная часть его маркировки (левый столбец). Дадим расшифровку этих букв:
- Магниты марки N (Normal)– могут применяться при нормальных температурах, то есть до 80 градусов Цельсия;
- Магниты марки M (Medium) – могут применяться при повышенных температурах, то есть до 100 градусов Цельсия;
- Магниты марки H (High) – могут применяться при высоких температурах, до 120 градусов Цельсия;
- Магниты марки SH (Super High) – могут применяться при температурах до 150 градусов Цельсия;
- Магниты марки UH (Ultra High) – могут применяться при температурах до 180 градусов Цельсия;
- Магниты марки EH (Extra High) – могут применяться при температурах до 200 градусов Цельсия.
Стоит оговориться, что отрицательные температуры не оказывают влияния на магнитные свойства для большинства магнитов.
Цифры, указанные в обозначении класса магнитов: N30, 33M, 35H, 38SH, 40UH и т.д., указывают на Магнитную Энергию (четвертый столбец таблицы), измеряется в килоДжоуль на кубический метр. Этот критерий магнитов отвечает за их мощность или, так называемое, «усилие на отрыв», то есть сила, которую необходимо приложить к магниту, чтобы его «оторвать» от поверхности. Необходимо понимать, что поверхность (стальной лист) должен быть идеально ровным, а приложенная сила должна быть перпендикулярной к листу. Это, так называемые, идеальные или теоретические условия. Совершенно понятно, что чем выше цифровое обозначение магнита, тем выше его усилие на отрыв.
Сила на отрыв магнита
Но, кроме того, «сила на отрыв» зависит не только от физических характеристик магнита, но и от его размера и веса. Например, магнит 25*20 мм легче оторвать от стального листа, чем магнит 40*5 мм, так как площадь соприкосновения у второго магнита больше (25 мм против 40мм). Но линии магнитного поля, если их визуализировать, распространяются у первого магнита (25*20 мм) «дальше», значит, и «цепляется» за стальной лист он лучше.
|
Класс |
Остаточная магнитная индукция, миллиТесла (КилоГаусс) |
Коэрцитивная сила, КилоАмпер/метр (КилоЭрстед) |
Магнитная энергия, килоДжоуль/м3 (МегаГаусс-Эрстед) |
Рабочая температура, градус Цельсия |
|
N35 |
1170-1220 (11,7-12,2) |
≥955 (≥12) |
263-287 (33-36) |
80 |
|
N38 |
1220-1250 (12,2-12,5) |
≥955 (≥12) |
287-310 (36-39) |
80 |
|
N40 |
1250-1280 (12,5-12,8) |
≥955 (≥12) |
302-326 (38-41) |
80 |
|
N42 |
1280-1320 (12,8-13,2) |
≥955 (≥12) |
318-342 (40-43) |
80 |
|
N45 |
1320-1380 (13,2-13,8) |
≥955 (≥12) |
342-366 (43-46) |
80 |
|
N48 |
1380-1420 (13,8-14,2) |
≥876 (≥12) |
366-390 (46-49) |
80 |
|
N50 |
1400-1450 (14,0-14,5) |
≥876 (≥11) |
382-406 (48-51) |
80 |
|
N52 |
1430-1480 (14,3-14,8) |
≥876 (≥11) |
398-422 (50-53) |
80 |
|
33M |
1130-1170 (11,3-11,7) |
≥1114 (≥14) |
247-263 (31-33) |
100 |
|
35M |
1170-1220 (11,7-12,2) |
≥1114 (≥14) |
263-287 (33-36) |
100 |
|
38M |
1220-1250 (12,2-12,5) |
≥1114 (≥14) |
287-310 (36-39) |
100 |
|
40M |
1250-1280 (12,5-12,8) |
≥1114 (≥14) |
302-326 (38-41) |
100 |
|
42M |
1280-1320 (12,8-13,2) |
≥1114 (≥14) |
318-342 (40-43) |
100 |
|
45M |
1320-1380 (13,2-13,8) |
≥1114 (≥14) |
342-366 (43-46) |
100 |
|
48M |
1380-1420 (13,8-14,3) |
≥1114 (≥14) |
366-390 (46-49) |
100 |
|
50M |
1400-1450 (14,0-14,5) |
≥1114 (≥14) |
382-406 (48-51) |
100 |
|
30H |
1080-1130 (10,8-11,3) |
≥1353 (≥17) |
223-247 (28-31) |
120 |
|
33H |
1130-1170 (11,3-11,7) |
≥1353 (≥17) |
247-271 (31-34) |
120 |
|
35H |
1170-1220 (11,7-12,2) |
≥1353 (≥17) |
263-287 (33-36) |
120 |
|
38H |
1220-1250 (12,2-12,5) |
≥1353 (≥17) |
287-310 (36-39) |
120 |
|
40H |
1250-1280 (12,5-12,8) |
≥1353 (≥17) |
302-326 (38-41) |
120 |
|
42H |
1280-1320 (12,8-13,2) |
≥1353 (≥17) |
318-342 (40-43) |
120 |
|
45H |
1320-1380 (13,2-13,8) |
≥1353 (≥17) |
326-358 (43-46) |
120 |
|
48H |
1380-1420 (13,8-14,3) |
≥1353 (≥17) |
366-390 (46-49) |
120 |
|
30SH |
1080-1130 (10,8-11,3) |
≥1592 (≥20) |
233-247 (28-31) |
150 |
|
33SH |
1130-1170 (11,3-11,7) |
≥1592 (≥20) |
247-271 (31-34) |
150 |
|
35SH |
1170-1220 (11,7-12,2) |
≥1592 (≥20) |
263-287 (33-36) |
150 |
|
38SH |
1220-1250 (12,2-12,5) |
≥1592 (≥20) |
287-310 (36-39) |
150 |
|
40SH |
1240-1280 (12,4-12,8) |
≥1592 (≥20) |
302-326 (38-41) |
150 |
|
42SH |
1280-1320 (12,8-13,2) |
≥1592 (≥20) |
318-342 (40-43) |
150 |
|
45SH |
1320-1380 (13,2-13,8) |
≥1592 (≥20) |
342-366 (43-46) |
150 |
|
28UH |
1020-1080 (10,2-10,8) |
≥1990 (≥25) |
207-231 (26-29) |
180 |
|
30UH |
1080-1130 (10,8-11,3) |
≥1990 (≥25) |
223-247 (28-31) |
180 |
|
33UH |
1130-1170 (11,3-11,7) |
≥1990 (≥25) |
247-271 (31-34) |
180 |
|
35UH |
1180-1220 (11,7-12,2) |
≥1990 (≥25) |
263-287 (33-36) |
180 |
|
38UH |
1220-1250 (12,2-12,5) |
≥1990 (≥25) |
287-310 (36-39) |
180 |
|
40UH |
1240-1280 (12,4-12,8) |
≥1990 (≥25) |
302-326 (38-41) |
180 |
|
28EH |
1040-1090 (10,4-10,9) |
≥2388 (≥30) |
207-231 (26-29) |
200 |
|
30EH |
1080-1130 (10,8-11,3) |
≥2388 (≥30) |
233-247 (28-31) |
200 |
|
33EH |
1130-1170 (11,3-11,7) |
≥2388 (≥30) |
247-271 (31-34) |
200 |
|
35EH |
1170-1220 (11,7-12,2) |
≥2388 (≥30) |
263-287 (33-36) |
200 |
|
38EH |
1220-1250 (12,2-12,5) |
≥2388 (≥30) |
287-310 (36-39) |
200 |
Как сравнить силу магнитов?
Если возникает необходимость сравнить, какой из двух выбранных магнитов сильнее, рекомендуем Вам воспользоваться следующими способами.
- При одинаковых линейных размерах (точная методика):
Чтобы понять, насколько один магнит сильнее другого, необходимо значение остаточной магнитной индукции одного магнита (второй столбец таблицы) разделить на значение остаточной магнитной индукции другого магнита. Пример: неодимовый магнит N40 с В=1250 мТ и неодимовый магнит N50 с В=1400 мТ, делим их магнитные индукции и получаем 1400/1250 = 1,12, то есть магнит N50 «сильнее» магнита N40 на 12%, при условии, что линейные размеры магнитов одинаковые.
- При разных линейных размерах (грубая методика):
Чтобы понять, насколько один магнит сильнее другого, необходимо сравнить их массы. Пример: магнит 30*10 мм весит примерно 55 грамм, а магнит 25*20 мм весит 76 грамм. Делим их массы 76/55=1,38, то есть магнит 25*20 мм сильнее магнита 30*10 мм примерно на 38%, при условии, что их классы, то есть физические характеристики, одинаковые.
Коэрцитивная сила магнита
И в таблице осталась одна незатронутая колонка – Коэрцитивная Сила (третий столбец). Кратко, Коэрцитивная сила – это величина магнитного поля, в которое нужно поместить магнит, чтобы его «размагнитить». Данная величина, как правило, очень важна в случаях, если магнит эксплуатируется в условиях жёсткого внешнего магнитного поля, как правило, вблизи мощных электроузлов.
Надеемся, что в данной статье (характеристики неодимовых магнитов) Вы нашли ответы на часть Ваших вопросов. На другие вопросы мы с удовольствием ответим по телефону или электронной почте, которые указаны в контактах.
Читайте также:
Что такое неодимовый магнит?
Что такое самариевый магнит?
Правила работы с магнитами
Что такое аксиальная намагниченность?
Можно ли изготовить магниты по Вашим размерам?
Отличительные особенности неодимовых магнитов — неодимовые и поисковые магниты
Неодимовые магниты NdFeB самые сильные на сегодняшний день постоянные магниты. Изготавливаются они из сплава, содержащего редкоземельный материал неодим Nd, а также железо и бор. Неодимовые магниты имеют очень высокие показатели остаточной магнитной индукции и устойчивости к размагничиванию. По этим показателям они в разы превосходят обычные чёрные, ферритовые, магниты. Что делает их гораздо более привлекательными при использовании в изделиях и оборудовании, где требуются сильное магнитное поле. Единственный серьёзный недостаток этих магнитов — это довольно высокая цена. При чём, с течением времени, она имеет тенденцию к росту, так как потребности мировой промышленности в сильных магнитах так же постоянно растут. Технический прогресс ускорятся год от года, постоянно выходят новые модели смартфонов, телевизоров, компьютеров, навигаторов и тому подобных высокотехнологичных гаджетов, при производстве которых используются редкоземельные металлы. Основным же поставщиком, так сказать лидером глобального рынка, является Китайская Народная Республика, контролирующая до 95% поставок редкоземельных материалов, а соответственно и цены на них. Очередное резкое повышение цен было отмечено летом 2017 года, когда за 3 месяца цена на неодим выросла более чем на 50 процентов.
Технические характеристики неодимовых магнитов
Магнитные характеристики закладываются на стадии изготовления магнита и не могут быть изменены в последствии. Основные же параметры это остаточная магнитная индукция и устойчивость к размагничиванию (коэрцитивная сила). Магнитная индукция измеряется в Теслах (Тс) и Гауссах (Гс), 1 Тл = 10000 Гс. Неодимовые магниты имеют остаточную индукцию порядка 1,2-1,4 Тл (12000-14000 Гс). Следует учитывать, что подобные значения могут быть получены только при испытаниях магнитного материала в замкнутой цепи. При измерении же силы магнитного поля на поверхности магнита тесламетр обычно показывает от 200 до 500 мТл (2000-5000 Гс). К тому же показания остаточной магнитной индукции сильно зависят от формы и размера магнита — чем он больше, тем сильнее будет его магнитное поле. Потери магнитных свойств со временем обычно не превышают 2-3% за 10 лет эксплуатации (естественно, при условии соблюдения температурного режима). Отличительной особенностью неодимовых магнитов является довольно низкая рабочая температура. При сильном нагреве начинается размагничивание материала и чем горячее, тем быстрее протекает этот процесс. Значение температуры, при котором материал начинает терять свои магнитные свойства, называется «точкой Кюри». При этом происходит так называемый «фазовый переход» — быстрое разрушение магнитной структуры вещества. Магниты из обычных марок неодимового сплава, типа N38, N42 и т.п. выдерживают нагрев не выше 80 градусов Цельсия. Это очень ограничивает их применение в оборудовании подверженному сильному нагреву — для нормального функционирования в таких условиях, требуется обеспечить дополнительное охлаждение установки. Существуют и высокотемпературные марки сплавов, такие как N38H (120°С), N38UH (180°C). Если же требуются более высокие рабочие температуры, то следует рассматривать магниты из материала Альнико (ЮНДК) выдерживающие нагрев до 550°C. Неодимовые магниты чаще всего имеют антикоррозионное покрытие, никелевое или цинковое, реже эпоксидное. Магниты могут выпускаться и совсем совсем без покрытия, но так как они имеют свойство ржаветь во влажной среде, то пользуются они гораздо меньшим спросом. Направление магнитного поля может быть аксиальным (вдоль размера h), диаметральным (вдоль размера D) и радиальным (вдоль размера r).
Направление намагниченности:
Магнитные характеристики различных неодимовых сплавов
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Применение неодимовых магнитов
Неодимовые магниты получили широкое распространение в различных сферах человеческой деятельности. Благодаря своим высоким эксплуатационным показателям они массово используются при производстве радиоаппаратуры, измерительных приборов, бытовой техники, медицинского оборудования, мобильных телефонов и прочих высокотехнологичных гаджетов. Высоким спросом пользуются эти магниты у производителей ветрогенераторов. Используется неодим и для производства поисковых магнитов, для справки — магнитная рыбалка это интересное, набирающее популярность, хобби. Для обеспечения потребностей потребителей, неодимовые магниты производятся самых различных форм и размеров и способны удовлетворить самый взыскательный спрос. Магниты могут быть изготовлены в форме диска, куба, стержня, цилиндра, призмы, бруска, кольца, сектора или шара. Кроме стандартных геометрических форм, возможно изготовление и более сложных и причудливых конфигураций — свойства материала это позволяют.
Техника безопасности про обращении с неодимовыми магнитами
Основное преимущество неодимовых магнитов это их колоссальная магнитная сила, она же представляет и наибольшую опасность в неумелых или неосторожных руках. Чем больше магнит, тем больший вред здоровью он может причинить. Большие неодимовые магниты при соударении друг о друга способны серьёзно травмировать конечности попавшие в этот момент между ними. Удар будет примерно соответствовать удару кувалды или большого молотка о наковальню. Нужно понимать, что магниты смыкаются со страшной силой и происходит это в одно мгновение. Даже опытный в обращении с магнитами человек не всегда успевает среагировать и отдёрнуть руку в нужный момент. Ещё одна неприятная особенность заключается в том, что если после удара молотком человек получает просто ушиб пальца, то в случае с магнитами, этот палец после удара остаётся зажат между ними как в тисках и вытащить его от туда довольно сложная задача. Если пытаться просто выдернуть палец из магнитов, то с большой долей вероятности они отщипнут кусок кожи с кончика пальца или же сорвут ноготь. Что бы избежать подобных последствий держите большие неодимовые магниты подальше друг от друга и от железных предметов, рекомендуемое расстояние не менее 1 метра. Если это всё же произошло и рука осталась зажата между магнитами, то в первую очередь нужно вставить между магнитами какие нибудь прокладки из немагнитных материалов — пластмассы или дерева, они предотвратят дальнейшее смыкание магнитов. После этого можно попытаться выдернуть руку самостоятельно или дожидаться приезда сотрудников МЧС. Небольшие магниты, размером 20-40 мм., тоже могут представлять опасность и при неаккуратном обращении оставляют на руках ушибы, порезы или гематомы. Очень важно обезопасить детей от контакта с неодимовыми магнитами. Даже маленькие магнитики могут представлять серьёзную угрозу здоровью ребёнка. Проглатывание маленьких магнитов может привести к крайне негативным последствиям, в этом случае нужно безотлагательно вызывать скорую помощь. Держите неодимовые магниты в недоступном для детей месте!
Большие неодимовые магниты создают вокруг себя сильное магнитное поле, во избежание поломок держите их подальше от чувствительной техники — компьютеров, внешних дисков, часов, смартфонов, кардиостимуляторов, навигационного оборудования, банковских карт и т.п. Кроме того неодимовые магниты довольно хрупкие и при сильных ударах могут раскалываться, что тоже неприятно и накладно в денежном отношении. Будьте всегда крайне внимательны и осторожны при обращении с мощными магнитами.
Неодимовые магниты
© Источник:. Яндекс.Карты
27 Ноя 2020, 02:56Неодимовые магниты — самые мощные магниты из всех ныне существующих. Срок их службы может достигать ста лет, а человеку не по силам самостоятельно его размагнитить. Используются неодимовые магниты в строительстве, науке, изобретательстве, электротехнике и прочих отраслях повседневной жизни.
Создавая такой магнит, можно выбрать абсолютно любую форму, будь то простой шар или замысловатая геометрическая фигура. Это позволяет создать уникальный магнит, который будет подходить для любой конкретной цели.
Как производят неодимовые магниты
Для создания самого мощного магнита современности смешивают три вещества: бор, неодим и железо. В ходе создания получается крайне высокая степень намагничивания, которая не теряется в процессе использования. Для проверки степени намагниченности используется прибор, называемый тесломером.
Высокая температура (от 80 градусов Цельсия) крайне вредна для магнита https://supermagnit.net/category/magnitnie-dergateli/. Под её воздействием его свойства начнут пропадать. Отрицательно сказываются и другие магниты, находящиеся рядом, а также повышенная влажность. Не рекомендуется чем-либо обрабатывать магнит, так как это крайне хрупкий материал, который даже при небольшом воздействии легко ломается.
Формула неодимового магнита: Nd2Fe14B.
Многие люди хоть раз сталкивались с мифом о том, что магнит можно изготовить в домашних условиях самостоятельно. Это ложь. Важно понимать, что сам неодим является элементом редкоземельной группы периодической таблицы Менделеева. Магнит https://supermagnit.net/category/magnity-pod-bolt/ получается только путём смешивания неодима с другим металлом.
Применение неодимовых магнитов
Сфера применения неодимовых магнитов поистине велика.
Например, их используют во многих современных диагностических аппаратах, чаще всего в медицинских. Благодаря магнитам эти агрегаты могут выполнять свои функции максимально точно. Яркий пример — магнитно-резонансная томография (МРТ).
Ещё один массовый способ применение — поднятие различных металлических обломков со дна водоёмов. Это могут быть мелкие бытовые предметы из колодца, или автомобили, вагоны и другие весомые сооружения, которые достали из рек, озёр и так далее.
При использовании магнитов сделано огромное количество окон, дверей и прочих бытовых приборов. С помощью неодимовых магнитов создаётся надёжное и прочное крепление, которое не разорвать без применения сверхчеловеческих сил.
Джин Тонг магнитного материала Co., Ltd была основана в сентябре 1995 года и имеет 25 летний опыт в NdFeB магниты обрабатывающей промышленности и торговли. В 2013, Джин Тонг Инвестиции 30, 000, 000 долларов США по созданию Changzhi 35000м² на заводе в городе. Джин Тонг был в одном из 917 основных проектов в провинции Шаньси и стал членом Совета директоров в Шаньси магнитных материалов альянса. Производственной базы и Джин Тонг расположен в городе Changzhi провинции Шаньси. В целях повышения Эффективности Производства И качества продукции, Джин Тонг установленных на заводе и настройте филиал в городе Шэньчжэнь. Помимо Джин Тонг в Гуанчжоу, Dongguang и Хэбэй филиалов для торговли с более удобным и услуг для клиентов. С 25 лет развития, Джин Тонг оккупированных значительное рынка в Китай с его великолепным магнитного материала и быстро послепродажного обслуживания. Джин Тонг хорошо известны все больше и больше клиентов в отечественных и зарубежных рынков. Джин Тонг имеет более чем 500 комплектов передовых производственных объектов и во многих профессиональных технологий, Почти нет обрезки заготовок в процессе управления затратами. Джин Тонг является одним из условий для высокотехнологичных промышленных предприятий при поддержке правительства Шаньси. Джин Тонг предоставляет диск, Кольцо Цилиндра в блок цилиндров, дуга, потайных, Memory Stick, шарик и пользовательские NdFeB магниты. Наши магниты крышку N25 ~ N52 сорта Обычной strong магнетизм, мы также производят M, H, SH, UH, ЭГ AH классов магниты Высокой температуры сопротивление. Неодимовые магниты были самым решительным образом среди всех магнитных материалов до сих пор и широко используются в электронике, текстильные изделия и украшения, упаковки и игрушки и т. Д., такие как динамики и наушники, исполнительные механизмы головки блока цилиндров для жестких дисков компьютера, электродвигатели, Подъемное оборудование, Benchtop ЯМР спектрометры, насосы, генераторы и генераторы, стереть глав государств, замки на дверях, механические узлы и агрегаты e-сигареты стрельбы коммутаторов, швейные кнопки, флажки для подарков, бумажник и buckyballs и т. Д., до сих пор Джин Тонг прослужил тысячи клиентов с ее высокое качество и внимательное обслуживание, быстрая доставка и имеет хорошую репутацию. Джин Тонг сосредоточена на глобальном рынке, В том числе Северной Америки, Европы, Южной Кореи, Турции и Южной Америки, Индии, Бангладеш, Вьетнама, Таиланда и других стран Юго-Восточной Азии. В основном входят в комплект для Samsung, Apple, TCL, LG и других известных отечественных и зарубежных предприятий. Мы рассматриваем » Клиент — наш Бог, качество — это наша жизнь, — это наша обязанность, хорошие эмоции с наших клиентов — Бонд » как нашу вечную веру и питания в полной мере искренне обслуживания для клиентов. |
Неодимовый сильный магнит D8*2
Описание
Неодимовые магниты диски, как и прочие неодимовые магниты это самые мощные магниты из всех, массово производимых. Даже при самых малых размерах их сила сцепления очень высока.
Неодимовые магниты в зависимости от размера и силы сцепления используются:
– для изготовления рекламной и сувенирной продукции;
– монтажа скрытых панелей в санузлах;
– в производстве мебели;
– при изготовлении магнитных игрушек для детей;
– для извлечения стружки из машинного масла;
Характеристики:
| Модель | D8x2 | ||
| Условная сила сцепления | ~0.5 кг* | ||
| Вес | 0.76 г | ||
| Форма | Диск | ||
| Диаметр D, (мм) | 8 | ||
| Высота h, (мм) | 2 | ||
| Направление намагниченности | Аксиальное | ||
| Покрытие | Ni | ||
| Степень намагниченности | N42 | ||
| Материал | NdFeB(Неодим-Железо-Бор) | ||
| Срок размагничивания, прибл. | 1 % в 10 лет | ||
| Рабочая температура, °C | от -60 до +80 | ||
| Допустимое отклонение в размерах | +/- 0.2 мм | ||
* Вес, который выдержит магнит, может отличаться в каждом отдельном случае, поскольку зависит от множества факторов, таких как: способ крепления магнита (на отрыв или на сдвиг), толщина и шероховатость металла, площадь прилегания магнита и т.д.
** Обратите внимание: неодимовые магниты довольно хрупкие и при резком сцеплении друг к другу могут получить сколы, а в некоторых случаях расколоться на части.
Магнит неодимовый, куплю магнит Украина 15х8х1 мм, неодимовый магнит применение, постоянные магниты, супермагниты, супермагниты неодимовые, самые мощные магниты, супер магниты, постоянные магниты, мощные магниты, магнит постоянный сильный,
Магниты стержни, прутки
Неодимовые стержни — это цилиндрические неодимовые магниты у которых высота преобладает над диаметромМагнит самоклейка
Магнит с клеевой основой, магнит 3м, самоклеющиейся неодимовые магниты, магнит с клеем, клейкий магнит, магнит на липучкеМагниты кольца
Купить магниты в форме кольца (купить магнит диск с отверстием). Кольцевые магниты купить.Магнит шар
Магниты сферической формы, магниты шары, шариковые магнитыМагниты держатели
Здесь представлены товары с применением постоянных магнитов, способные удерживать различные предметыМагниты для доски
Магниты для подвешивания важных заметок на магнитной (маркерной, стеклянной) доскеМагнит для сумки
Магниты для сумок или магнит кнопка. Металлическая фурнитура магнит застежка для рюкзаков, кошельков, чехлов, аксессуаров.Магниты замок
Набор из двух кольцевых магнитов с зеркальной полярностью и переменным диаметром отверстия для крепления шнураМагниты гибкие
Магнитный листы (магнитный винил, магнитная резина) — гибкие магнитные полимерные материалыМагнитные браслеты
Оригинальное украшение, обладающее лечебным эффектом! Магнитные браслеты удерживают форму без всяких крепленийНеокуб, тетракуб
Неокуб — игрушка головоломка из магнитных шариков, тетракуб — из магнитов-кубиков.Магнитные активаторы
Магнитные активаторы различных сред — улучшение сгорания, магнитная вода, экономия бензина, дизтопливаДля магнитов
В категории представлены товары которые не магнитяться, но используются с или для магнитов.Сильнейшие магниты
Самыми сильными постоянными магнитами в мире являются неодимовые (Nd) магниты, они изготовлены из магнитного материала из сплава неодима, железа и бора, образующего структуру Nd 2 Fe 14 B.
Неодимовые магниты считаются частью семейства редкоземельных магнитов, потому что их основным элементом является редкоземельный элемент, неодим. Несмотря на название, редкоземельные элементы относительно многочисленны в земной коре, однако они редко встречаются в концентрированной форме, а, скорее, обычно рассредоточены с другими элементами.
МАГАЗИН НЕОДИМОВЫХ МАГНИТОВ
Самариевый кобальт — другой тип редкоземельного магнита; Самариево-кобальтовые (SmCo) магниты были разработаны раньше неодимовых магнитов, и хотя они не такие сильные, как неодимовые магниты, они обладают большей устойчивостью к коррозии и могут работать и сохранять свои характеристики при более высоких температурах. Для повышения эффективности магнитов как неодима, так и самария-кобальта добавлены следы дополнительных редкоземельных элементов, таких как диспрозий (Dy) и празеодим (Pr).
Редкоземельные элементы в таблице Менделеева выделены красным цветом
Соединение неодима, Nd 2 Fe 14 B было впервые обнаружено в 1982 году компаниями General Motors и Sumitomo Special Metals. С тех пор, как они были впервые представлены, более сильные марки неодимовых магнитов стали коммерчески доступными по мере того, как технологии производства стали более продвинутыми. Самая сильная марка, доступная в настоящее время, — это N55, хотя она еще не получила широкого распространения. Чаще встречаются марки N42 и N52; Неодимовый блок N52 размером 50 мм x 50 мм x 25 мм способен выдерживать стальной вес 116 кг по вертикали при плотном контакте с поверхностью из низкоуглеродистой стали такой же толщины и дает оценку Гаусса, единицу измерения плотности потока, в 5500 более чем в 7800 раз сильнее. чем то, что производит Земля на ее магнитных полюсах.Электромагниты, которые используют электрические токи для создания магнитных полей, могут быть во много раз сильнее, чем постоянные магниты, однако им нужен значительный электрический ток для создания своего магнитного поля.
Неодимовые магниты настолько сильны из-за их высокого сопротивления размагничиванию (коэрцитивной силы) и высокого уровня магнитного насыщения, что позволяет им создавать большие магнитные поля. Сила магнита представлена его максимальным значением произведения энергии (BHmax), которое измеряется в мегагаусс-эрстедах (MGOe).Максимальное произведение энергии представляет собой произведение остаточной намагниченности (Br) и коэрцитивной силы (Hc) и представляет собой площадь под графиком петли гистерезиса второго квадранта.
Пример петли гистерезиса
Типичные значения максимальной энергии неодимовых магнитовБлагодаря своей прочности даже крошечные неодимовые магниты могут быть эффективными. Это также делает их невероятно универсальными; Поскольку все мы живем в нашей современной жизни, мы всегда рядом с неодимовым магнитом, он, скорее всего, будет прямо сейчас у вас в кармане, или, если вы читаете эту статью на смартфоне, он может быть даже у вас в руке!
Заинтересованы в неодимовых магнитах? Подробнее здесь
МАГАЗИН НЕОДИМОВЫХ МАГНИТОВ
Какой магнит самый мощный? — Блог
В этой статье мы хотели бы рассказать вам, какие магниты самые мощные, доступные сегодня на рынке.Однако перед этим нам кажется важным пояснить, что магнит — это материал, который способен притягивать железо и сталь, в основном, на свою орбиту. Это происходит из-за притяжения, которым страдают их противоположные полюса.
В IMA вы найдете неодимовые магниты, а также магниты из самария, которые известны как редкоземельные магниты и являются самым современным поколением магнитных материалов. Их свойства намного превосходят традиционные свойства, и в настоящее время они являются самыми мощными магнитами на рынке.Его высокая коэрцитивность, а также его остаточная намагниченность открывают новые возможности и новые конструкции для использования в ограниченных пространствах или там, где требуется более сильное магнитное поле.
Температура определяет условия использования этих магнитов. Например, неодим можно использовать при температурах от 80 ° C до 200 ° C. Самарцы от 200ºC до 350ºC. Оба могут использоваться при температурах ниже 0ºC.
Неодим и магнитный резонанс.Американская компания General Motors и японская Sumimoto Metal запустили первый неодимовый (Nd2Fe14B) магнит для повседневного использования в 1982 году.Эти магниты вскоре нашли место в нашей технологической индустрии в таких устройствах, как динамики или жесткие диски.
Однако есть и другие среды, в которых мы можем найти гораздо более мощные магниты в наши дни, например, медицинские устройства, в которых возникают резонансы. В этом типе медицинского оборудования для работы используется сильное магнитное поле. Устройства с закрытым резонансом представляют собой большие неодимовые магниты. С другой стороны, открытые — это сильные магнитные поля, у которых есть катушка, чтобы проводить все это.По всем этим причинам важно не приближать эти устройства с металлическими предметами.
Мы должны иметь в виду, что у Земли есть магнитное поле примерно 5 × 10-5 Тесла. Один из открытых магнитно-резонансных аппаратов весом до 0,5 т в закрытом состоянии может достигать 5 тесла.
Самый мощный магнит в мире — 44,14 Тесла.Помимо повседневного использования, мы можем найти отличные магниты с научным назначением. Самый мощный магнит в мире был построен в США в 2011 году в университетском центре Флориды.Этот супермагнит имеет магнитное поле 44,14 Тесла, и мы можем сказать, что оно в 900 тысяч раз больше, чем у Земли, и более чем в 9 раз больше, чем у оборудования закрытого резонанса, которое мы находим в больнице. Чтобы увидеть его мощность, мы можем указать, что для повторного охлаждения ядра необходимо более десяти тысяч литров воды. Использование этого мощного магнита позволит улучшить материалы, из которых можно производить такие продукты, как полупроводники или солнечные элементы.
Это правда, что после создания этого самого мощного магнита из существующих сегодня, оставив позади 38 тесла в китайской лаборатории, мы должны продолжать говорить, что сегодня есть магниты с большей мощностью, но мы должны предупредить, что они являются гибридами, а не резистивный.Как мы знаем, гибридные магниты могут поддерживать только максимальную мощность менее одной секунды, в то время как резистивные магниты будут делать это столько, сколько нам нужно.
Исследования с помощью этого мощного магнита позволят науке продвинуться в изучении и использовании материалов, которые постепенно станут частью нашей повседневной жизни и о которых, возможно, мы сейчас не осведомлены.
исследователей создали самый мощный магнит, когда-либо созданный на Земле: 20 тесла
5 сентября 2021 года группа исследователей Массачусетского технологического института успешно испытала высокотемпературный сверхпроводящий магнит, побив мировой рекорд самой мощной напряженности магнитного поля из когда-либо созданных.Достигнув 20 Тесла (мера напряженности поля), этот магнит может оказаться ключом к открытию ядерного синтеза и обеспечению мира чистой, безуглеродной энергией.
Ядерный синтез уже несколько десятилетий является Святым Граалем чистой энергии, но это трудный орешек. Современные атомные электростанции используют деление — расщепление атомов — для производства электричества. Это эффективно, но может быть опасно и оставляет после себя долговечные ядерные отходы, безопасное хранение которых сложно и дорого.С другой стороны, ядерный синтез основан на объединении двух атомов вместе, чтобы сделать один больший. Это та реакция, которая происходит у Солнца и звезд. При искусственном воспроизведении на Земле он гораздо менее подвержен катастрофическим взрывам, чем деление, и производит гораздо меньше радиоактивных отходов. Если коммерчески жизнеспособный термоядерный реактор станет реальностью, он может быстро стать источником энергии будущего.
Самый сильный магнит в мире. Разработан и построен Commonwealth Fusion Systems и Центром плазменных исследований и термоядерного синтеза Массачусетского технологического института (PSFC).Предоставлено: Гретхен Эртл, CFS / MIT-PSFC, 2021,. Именно здесь на помощь приходит новый мощный магнит Массачусетского технологического института. Ядерный синтез происходит только при чрезвычайно высоких температурах — плазма должна достигать температуры, которая расплавила бы или разрушила любой материал, который люди могут создать. реактор вне. Решение, предложенное еще в 1950-х годах, состоит в том, чтобы удерживать плазму, не позволяя ей ничего касаться. Сильное магнитное поле может сделать именно это, создав искусственную «бутылку», в которой может происходить ядерный синтез.
Наиболее распространенной формой одной из этих магнитных бутылок является предмет, похожий на пончик, известный как токамак.Ученые Массачусетского технологического института надеются разместить свои новые мощные магниты в реакторе токамак и тем самым произвести положительный ядерный синтез (синтез, который производит больше энергии, чем использует) к 2025 году.
Настоящая новаторская работа здесь не в самом синтезе. Реакции искусственного синтеза производились и раньше. Проблема в том, что до сих пор им всегда требуется больше энергии для работы, чем они производят (поддержание этих магнитных полей для сдерживания плазмы требует много энергии). Работая над улучшением магнитов, команда Массачусетского технологического института надеется стать первой, кто наконец создаст реактор, который производит больше энергии, чем использует.
В предыдущих попытках создания реактора с положительной полярностью использовались обычные медные электромагниты, а в последнее время — низкотемпературные сверхпроводники для сдерживания реакции синтеза. Команда Массачусетского технологического института и их коммерческий партнер, стартап под названием Commonwealth Fusion Systems (CFS), превзошли своих конкурентов, применив к магнитам новый сверхпроводящий материал: высокотемпературный сверхпроводник. Этот материал применяется в виде ленты, подобной ленте, и позволяет им создавать гораздо более сильное магнитное поле в гораздо меньшем пространстве.Для достижения такой же напряженности поля низкотемпературному сверхпроводнику потребуется объем в 40 раз больше.
Магнит внутри испытательного стенда. Предоставлено: Гретхен Эртл, CFS / MIT-PSFC, 2021 г.Мартин Гринвальд, заместитель директора и старший научный сотрудник Центра плазменных исследований и термоядерного синтеза Массачусетского технологического института, объяснил, что «ниша, которую мы заполняли, заключалась в использовании традиционной физики плазмы, традиционных конструкций токамаков и инженерии, но привнесите в нее эту новую магнитную технологию. Итак, нам не требовались инновации в полдюжине различных областей.Мы просто вводили новшества с помощью магнита, а затем применяли базу знаний из того, что было изучено за последние десятилетия ».
Учитывая успешное испытание магнита на прошлой неделе, эта стратегия, похоже, приносит свои плоды. В прошлом году в серии научных работ использовалось моделирование, чтобы предсказать, что если магнит будет работать правильно, то термоядерный реактор действительно сможет вырабатывать положительную мощность термоядерного синтеза. Теперь, когда успешное испытание магнитов завершено, все, что осталось, — это изготовить всю систему (известную как SPARC), что займет около трех лет.
Если они добьются успеха, это может изменить мир. Как объясняет Мария Зубер, вице-президент Массачусетского технологического института по исследованиям, «синтез во многих отношениях является наилучшим источником чистой энергии … Доступная мощность действительно меняет правила игры». Их конечная цель — обезуглерожить энергосистему, замедлить изменение климата и сократить выбросы парниковых газов. Если им это удастся, оно того стоит. «На данный момент никто из нас не пытается выиграть трофеи». Зубер сказал: «Мы пытаемся сделать планету пригодной для жизни.Их рекордное магнитное поле в 20 Тесла может стать ключом к открытию ядерного синтеза и переломить ситуацию в борьбе с изменением климата.
Подробнее: Дэвид Чендлер «Проект, разработанный Массачусетским технологическим институтом, значительно продвинулся в направлении термоядерной энергии». Новости Массачусетского технологического института .
Показанное изображение: Визуализация SPARC, компактного высокопольного токамака, который в настоящее время разрабатывается командой из Массачусетского технологического института и Содружества Fusion Systems. Его задача — создать и удержать плазму, которая производит чистую термоядерную энергию.Предоставлено: Т. Хендерсон, CFS / MIT-PSFC, 2020
.Нравится:
Нравится Загрузка …
Самый мощный магнит на рынке
Все магниты сильные, да?
Да и нет.
Все магниты имеют удельную плотность энергии, которую можно измерить, и некоторые из них обладают гораздо большей силой, чем другие.
Магниты изготавливаются из различных материалов, каждый из которых изменяет силу, которую они могут излучать.
Давайте подробнее рассмотрим самый мощный магнит на рынке.
Сила неодима
Неодимовые магниты или редкоземельные магниты, как известно, являются самым мощным типом постоянных магнитов, доступных сегодня потребителям.
Несмотря на то, что они мощные, позволяют уменьшить размеры и обладают хорошей устойчивостью к внешним полям размагничивания, они не очень устойчивы к коррозии и также чувствительны к нагреванию.
Для чего используются неодимовые магниты?
Неодим— один из самых разнообразных магнитов, доступных потребителям, и его можно найти в различных отраслях промышленности.
- Деловые дисплеи и вывески — Магниты используются на многих предприятиях для удержания вывесок и привлечения клиентов, они также используются на транспортных средствах компании в отличие от краски или наклеек, которые более долговечны.
- МРТ — эти медицинские устройства визуализации взаимодействуют с вами, воздействуя на электроны в каждом атоме вашего тела и фиксируя изображение эффекта.
- Аккумуляторные устройства с меньшими двигателями с высоким крутящим моментом.
- Подъем — Магниты используются повсюду для выполнения сложных подъемных работ, таких как перемещение автомобилей, подъем крупных металлических деталей и даже подъем транспортных средств из-под воды.
И многое другое!
Будьте осторожны при использовании неодима
Неодимовые магниты — самый сильный из доступных для потребителей магнитов, и неправильное их использование сопряжено с риском.
Соблюдайте следующие правила при работе с неодимовыми магнитами:
- Не позволяйте неодимовым магнитам соединяться с полной силой, иначе они могут расколоться или сломаться, что может привести к разлету небольших металлических кусочков при ударе.
- Надевайте защиту для глаз, так как разбивающиеся магниты могут разбрасывать осколки на большой скорости.
- Никогда не позволяйте детям трогать неодимовые магниты, так как маленькие магниты могут стать причиной удушья.
- Держите неодимовые магниты вдали от любых магнитных запоминающих устройств, таких как настольные или портативные компьютеры, жесткие диски, гибкие диски, кассеты, кассеты VHS или кредитные карты. Их сильное магнитное поле может также разрушить компьютерные мониторы, видеомагнитофоны, телевизоры и другие ЭЛТ-дисплеи.
- Держите неодимовые магниты вдали от воды и влаги — водород вызывает их коррозию и разрушение.
Хотите больше советов и рекомендаций по работе с неодимом?
Если вам нужна дополнительная информация о неодимовых магнитах, скачайте это БЕСПЛАТНОЕ руководство!
Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации!
Jobmaster предоставил сотням клиентов безопасные и мощные магниты для использования в личных и профессиональных целях.
Мы надеемся сделать то же самое для вас. Свяжитесь с нами сегодня!
Магнитустанавливает мировой рекорд — 45 единиц.5 тесла
Этот танец называется динамическое масштабирование напряжения и частоты (DVFS) постоянно происходит в процессоре, называемом системой на кристалле (SoC), который управляет вашим телефоном и вашим ноутбуком, а также на серверах, которые их поддерживают. Все это делается для того, чтобы сбалансировать вычислительную производительность и энергопотребление, что особенно сложно для смартфонов. Цепи, которые управляют DVFS, стремятся обеспечить стабильную тактовую частоту и стабильный уровень напряжения, несмотря на скачки тока, но они также являются одними из самых непростых в проектировании.
Это главным образом потому, что схемы генерации часов и регулирования напряжения являются аналоговыми, в отличие от почти всего остального на SoC вашего смартфона. Мы привыкли к почти ежегодному выпуску новых процессоров с существенно большей вычислительной мощностью благодаря достижениям в производстве полупроводников. «Перенос» цифровой конструкции из старого полупроводникового процесса в новый — это не пикник, это ничто по сравнению с попыткой перенести аналоговые схемы на новый процесс. Аналоговые компоненты, обеспечивающие DVFS, особенно схема, называемая стабилизатором напряжения с малым падением напряжения (LDO), не масштабируются, как цифровые схемы, и должны быть в основном перепроектированы с нуля с каждым новым поколением.
Если бы вместо этого мы могли строить LDO — и, возможно, другие аналоговые схемы — из цифровых компонентов, их было бы намного легче переносить, чем любую другую часть процессора, что значительно снизило бы затраты на разработку и освободило инженеров для решения других проблем, связанных с передовой конструкцией микросхем. есть в магазине. Более того, полученные цифровые LDO могут быть намного меньше своих аналоговых аналогов и работать лучше в некоторых отношениях. Исследовательские группы в промышленности и академических кругах протестировали не менее дюжины проектов за последние несколько лет, и, несмотря на некоторые недостатки, коммерчески полезный цифровой LDO может скоро стать доступным.
Стабилизаторы напряжения с малым падением напряжения (LDO) позволяют нескольким ядрам процессора на одной шине входного напряжения (V IN ) работать при разных напряжениях в соответствии с их рабочими нагрузками. В этом случае Core 1 предъявляет самые высокие требования к производительности. Его головной переключатель, на самом деле группа транзисторов, соединенных параллельно, замкнут, минуя LDO и напрямую подключающий Core 1 к V IN , который получает питание от внешней ИС управления питанием. Однако ядра 2–4 имеют менее требовательные рабочие нагрузки.Их LDO используются для подачи на сердечники напряжения, позволяющего экономить электроэнергию.
Базовый аналоговый регулятор напряжения с малым падением напряжения [слева] управляет напряжением через контур обратной связи. Он пытается сделать выходное напряжение (V DD ) равным опорному напряжению, управляя током через силовой PFET. В базовой цифровой схеме [справа] независимые часы запускают компаратор [треугольник], который сравнивает опорное напряжение с V DD . Результат сообщает логике управления, сколько мощных полевых транзисторов нужно активировать.
ТИПИЧНАЯ СИСТЕМА НА ЧИПЕ для смартфона — чудо интеграции. На одной кремниевой пластинке он объединяет несколько ядер ЦП, графический процессор, цифровой сигнальный процессор, нейронный процессор, процессор сигналов изображения, а также модем и другие специализированные логические блоки. Естественно, повышение тактовой частоты, которая управляет этими логическими блоками, увеличивает скорость, с которой они выполняют свою работу. Но для работы на более высокой частоте им также требуется более высокое напряжение.Без этого транзисторы не могут включаться или выключаться до следующего такта тактовой частоты процессора. Конечно, более высокая частота и напряжение происходит за счет энергопотребления. Таким образом, эти ядра и логические блоки динамически изменяют свои тактовые частоты и напряжения питания — часто в диапазоне от 0,95 до 0,45 В — в зависимости от баланса энергоэффективности и производительности, необходимого им для любой назначенной им рабочей нагрузки — съемки видео, воспроизведения музыки. файл, передача речи во время разговора и т. д.
Как правило, внешняя ИС управления питанием генерирует несколько значений входного напряжения (V IN ) для SoC телефона. Эти напряжения передаются в области микросхемы SoC по широким межсоединениям, называемым рельсами. Но количество соединений между микросхемой управления питанием и SoC ограничено. Таким образом, несколько ядер на SoC должны использовать одну и ту же шину V IN .
Но они не обязательно должны получать одинаковое напряжение благодаря стабилизаторам напряжения с малым падением напряжения.LDO вместе с выделенными тактовыми генераторами позволяют каждому ядру на общей шине работать с уникальным напряжением питания и тактовой частотой. Ядро, которому требуется самое высокое напряжение питания, определяет общее значение V IN . Микросхема управления питанием устанавливает V IN на это значение, и это ядро полностью обходит LDO через транзисторы, называемые головными переключателями.
Чтобы снизить энергопотребление до минимума, другие ядра могут работать при более низком напряжении питания. Программное обеспечение определяет, каким должно быть это напряжение, и аналоговые LDO-стабилизаторы довольно хорошо справляются с его обеспечением.Они компактны, дешевы в сборке и относительно просты в интеграции в микросхему, поскольку не требуют больших катушек индуктивности или конденсаторов.
Но эти LDO могут работать только в определенном диапазоне напряжений. На верхнем конце целевое напряжение должно быть ниже, чем разница между V IN и падением напряжения на самом LDO (одноименное «падение» напряжения). Например, если напряжение питания, которое было бы наиболее эффективным для ядра, составляет 0,85 В, но V IN равно 0.95 В, а падение напряжения LDO составляет 0,15 В, это ядро не может использовать LDO для достижения 0,85 В и должно вместо этого работать при 0,95 В, тратя немного энергии. Точно так же, если V IN уже был установлен ниже определенного предела напряжения, аналоговые компоненты LDO не будут работать должным образом, и цепь не может быть задействована для дальнейшего снижения напряжения питания ядра.
Основным препятствием, которое до сих пор ограничивало использование цифровых LDO, является медленная переходная характеристика.
Однако, если желаемое напряжение попадает в окно LDO, программное обеспечение включает схему и активирует опорное напряжение, равное целевому напряжению питания.
КАК LDO подает нужное напряжение? В базовой конструкции аналогового LDO-стабилизатора используется операционный усилитель, обратная связь и специализированный силовой p -канальный полевой транзистор (PFET). Последний представляет собой транзистор, который уменьшает свой ток с увеличением напряжения на затворе. Напряжение затвора этого силового PFET представляет собой аналоговый сигнал, поступающий от операционного усилителя, в диапазоне от 0 вольт до В, IN . Операционный усилитель постоянно сравнивает выходное напряжение схемы — напряжение питания ядра или V DD — с заданным опорным напряжением.Если выходное напряжение LDO падает ниже опорного напряжения — как это было бы, когда новая активная логика внезапно потребовала больше тока — операционный усилитель снижает напряжение затвора силового PFET, увеличивая ток и поднимая V DD до значения опорного напряжения. И наоборот, если выходное напряжение превышает опорное напряжение — как это было бы, когда логика ядра менее активна — тогда операционный усилитель увеличивает напряжение затвора транзистора, чтобы уменьшить ток и снизить V DD .
Базовый Цифровой LDO , с другой стороны, состоит из компаратора напряжения, управляющей логики и ряда параллельных силовых полевых транзисторов.(LDO также имеет свою собственную схему синхронизации, отдельную от схем, используемых ядром процессора.) В цифровом LDO напряжения затвора на силовых полевых транзисторах являются двоичными значениями, а не аналоговыми, либо 0 В, либо В IN .
С каждым тактом тактового генератора компаратор измеряет, находится ли выходное напряжение ниже или выше целевого напряжения, обеспечиваемого опорным источником. Выход компаратора направляет логику управления при определении того, сколько силовых полевых транзисторов нужно активировать. Если выходной сигнал LDO ниже целевого, логика управления активирует больше мощных полевых транзисторов.Их объединенный ток поддерживает напряжение питания ядра, и это значение возвращается на компаратор, чтобы поддерживать его на заданном уровне. Если он выходит за пределы допустимого диапазона, компаратор подает сигнал управляющей логике, чтобы отключить некоторые из PFET.
НИ АНАЛОГОВЫЙ , ни цифровой LDO, конечно, не идеальны. Ключевым преимуществом аналоговой конструкции является то, что она может быстро реагировать на переходные спады и выбросы напряжения питания, что особенно важно, когда эти события связаны с резкими изменениями.Эти переходные процессы возникают из-за того, что потребность ядра в токе может сильно увеличиваться или уменьшаться за считанные наносекунды. В дополнение к быстрому отклику аналоговые LDO очень хорошо подавляют изменения V IN , которые могут исходить от других ядер на шинах. И, наконец, когда текущие требования не сильно меняются, он жестко контролирует выход, не превышая и не занижая цель таким образом, что в V DD появляются колебания.
Когда требования к току ядра внезапно меняются, это может привести к скачку или падению выходного напряжения LDO [вверху].Базовые конструкции цифровых LDO не справляются с этой задачей [внизу слева]. Однако схема, называемая адаптивной выборкой с пониженной динамической стабильностью [внизу справа], может уменьшить величину скачка напряжения. Это достигается за счет увеличения частоты дискретизации LDO, когда спад становится слишком большим, что позволяет схеме реагировать быстрее. Источник: S.B. Насир и др., Международная конференция по твердотельным схемам IEEE (ISSCC), февраль 2015 г., стр. 98–99.
Эти атрибуты сделали аналоговые LDO привлекательными не только для питания процессорных ядер, но и практически для любой схемы, требующей тихого, стабильного напряжения питания.Однако есть некоторые серьезные проблемы, которые ограничивают эффективность этих проектов. Первые аналоговые компоненты намного сложнее цифровой логики, что требует длительного времени на разработку для их реализации в узлах передовых технологий. Во-вторых, они не работают должным образом при низком уровне V IN , что ограничивает уровень V DD , который они могут передать ядру. И, наконец, падение напряжения у аналоговых LDO не так мало, как хотелось бы разработчикам.
Взяв эти последние моменты вместе, аналоговые LDO предлагают ограниченный диапазон напряжений, при котором они могут работать.Это означает, что упущены возможности использовать LDO для энергосбережения — достаточно большие, чтобы заметно увеличить время автономной работы смартфона.
Цифровые LDO устраняют многие из этих недостатков: не имея сложных аналоговых компонентов, они позволяют дизайнерам использовать множество инструментов и других ресурсов для цифрового дизайна. Таким образом, уменьшение масштаба схемы для новой технологии процесса потребует гораздо меньше усилий. Цифровые LDO-стабилизаторы также будут работать в более широком диапазоне напряжений. На стороне низкого напряжения цифровые компоненты могут работать при значениях V IN , которые недоступны для аналоговых компонентов.А в более высоком диапазоне падение напряжения цифрового LDO будет меньше, что приведет к значительной экономии энергии ядра.
Но ничего бесплатного, а у цифрового LDO есть серьезные недостатки. Большинство из них возникает из-за того, что схема измеряет и изменяет свой выходной сигнал только в дискретные моменты времени, а не постоянно. Это означает, что схема имеет сравнительно медленную реакцию на падения и выбросы напряжения питания. Он также более чувствителен к изменениям V IN и имеет тенденцию создавать небольшие колебания выходного напряжения, которые могут ухудшить производительность ядра.
Из них основным препятствием, которое до сих пор ограничивало использование цифровых LDO, является их медленная переходная характеристика. Ядра испытывают провалы и выбросы, когда ток, который они потребляют, резко меняется в ответ на изменение рабочей нагрузки. Время реакции LDO на события спада имеет решающее значение для ограничения того, насколько сильно падает напряжение и как долго это состояние длится. Обычные жилы добавляют запас прочности к напряжению питания, чтобы гарантировать правильную работу при падении напряжения. Большее ожидаемое падение означает, что маржа должна быть больше, что снижает преимущества энергоэффективности LDO.Таким образом, ускорение реакции цифрового LDO на провалы и выбросы является основным направлением передовых исследований в этой области.
НЕКОТОРЫЕ ПОСЛЕДНИЕ ДОСТИЖЕНИЯ помогло ускорить реакцию схемы на провалы и выбросы. Один из подходов использует тактовую частоту цифрового LDO в качестве ручки управления, чтобы заменить стабильность и энергоэффективность на время отклика.
Более низкая частота улучшает стабильность LDO просто потому, что выходной сигнал будет меняться не так часто. Это также снижает энергопотребление LDO, поскольку транзисторы, составляющие LDO, переключаются реже.Но это происходит за счет более медленной реакции ядра процессора на переходные текущие требования. Вы можете понять, почему это происходит, если учесть, что большая часть переходного события может произойти в течение одного тактового цикла, если частота слишком низкая.
И наоборот, высокая тактовая частота LDO уменьшает время отклика на переходный процесс, потому что компаратор производит выборку выходного сигнала достаточно часто, чтобы изменить выходной ток LDO на более ранней стадии переходного процесса. Однако эта постоянная выборка ухудшает стабильность выходного сигнала и потребляет больше энергии.
Суть этого подхода состоит в том, чтобы ввести тактовый генератор, частота которого адаптируется к ситуации, схема, называемая адаптивной частотой дискретизации с пониженной динамической стабильностью. Когда падение или выброс напряжения превышает определенный уровень, тактовая частота увеличивается для более быстрого уменьшения переходного эффекта. Затем он замедляется, чтобы потреблять меньше энергии и поддерживать стабильное выходное напряжение. Этот трюк достигается путем добавления пары дополнительных компараторов для определения условий перерегулирования и спада и запуска часов.При измерениях с тестовой микросхемы с использованием этого метода падение напряжения V DD уменьшилось с 210 до 90 милливольт — на 57 процентов меньше, чем у стандартной цифровой конструкции LDO. Время, необходимое для стабилизации напряжения, сократилось с 5,8 мкс до 1,1 микросекунды, т.е. улучшение на 81 процент.
Альтернативный подход к уменьшению времени отклика на переходные процессы — сделать цифровой LDO немного аналоговым. Конструкция включает отдельный контур с аналоговым управлением, который мгновенно реагирует на переходные процессы тока нагрузки.Контур с аналоговым управлением связывает выходное напряжение LDO с параллельными PFET LDO через конденсатор, создавая контур обратной связи, который включается только при резком изменении выходного напряжения. Таким образом, когда выходное напряжение падает, оно снижает напряжение на активированных затворах PFET и мгновенно увеличивает ток в сердечнике, чтобы уменьшить величину спада. Было показано, что такой контур с аналоговым управлением снижает спад с 300 до 106 мВ, улучшение на 65 процентов, и выброс с 80 до 70 мВ (13 процентов).
Альтернативный способ заставить цифровые LDO быстрее реагировать на падения напряжения — это добавить аналоговую петлю обратной связи к силовой части PFET схемы [вверху]. Когда выходное напряжение падает или перескакивает, аналоговая петля подключается, чтобы поддержать его [внизу], уменьшая величину отклонения. Источник: М. Хуанг и др., IEEE Journal of Solid-State Circuits, январь 2018 г., стр. 20–34.
Конечно, у обоих этих методов есть свои недостатки.Во-первых, ни один из них не может сравниться со временем отклика сегодняшних аналоговых LDO. Кроме того, для метода адаптивной частоты дискретизации требуются два дополнительных компаратора, а также генерация и калибровка опорных напряжений для спада и выброса, поэтому схема знает, когда задействовать более высокую частоту. Контур с аналоговым управлением включает в себя несколько аналоговых компонентов, что сокращает время разработки полностью цифровой системы.
Развитие коммерческих процессоров SoC может помочь сделать цифровые LDO более успешными, даже если они не могут полностью соответствовать аналоговым характеристикам.Сегодня коммерческие процессоры SoC объединяют полностью цифровые адаптивные схемы, предназначенные для смягчения проблем с производительностью при возникновении провалов. Эти схемы, например, временно увеличивают период тактовой частоты ядра, чтобы предотвратить ошибки синхронизации. Такие методы смягчения могут ослабить временные ограничения переходных процессов, позволяя использовать цифровые LDO и повышая эффективность процессора. Если это произойдет, мы можем ожидать более эффективных смартфонов и других компьютеров, при этом значительно упростив процесс их разработки.
Ученые создали самый мощный магнит в мире
Используя самые прочные материалы, известные человеку, ученые создают самый мощный электромагнит в мире — тот, который не взорвется ни секунды после включения.
Весь магнит будет представлять собой комбинацию наборов катушек весом почти 18 000 фунтов, приводимых в действие толчками от массивного двигателя-генератора мощностью 1200 мегаджоулей. После активации новый магнит должен быть примерно в два миллиона раз мощнее, чем средний магнит холодильника.
«Новый магнит в лаборатории High Field Lab — это фантастический скачок вперед с точки зрения нашей способности как научного сообщества исследовать материалы в экстремальных условиях», — сказал Ян Фишер, ученый из Стэнфордского университета.
«В некоторых случаях нужно идти на такие крайности, чтобы фундаментально понять материалы», используемые в высокотемпературных сверхпроводниках и других приложениях, — сказал Фишер.
Электромагнит состоит из двух частей. Внешняя часть, или выход, будет цилиндром, 1.5 метров (4,9 фута) в диаметре и 1,5 метра в высоту и прочный, за исключением небольшой дыры шириной менее 8 дюймов, просверленной посередине.
Внутри этого отверстия находится вставка, девять катушек из меди, усиленных серебряной проволокой толщиной в 100 атомов в поперечнике. По словам Грега Бобингера, директора Национальной лаборатории сильного магнитного поля во Флориде, вместе медь и серебро создают самый прочный материал, известный человеку. Магнит создается в Лос-Аламосской национальной лаборатории.
Давление, создаваемое внутри вставки, будет эквивалентно 200 шашкам динамита, взорвавшимся вместе, или примерно в 30 раз большему давлению на дне океана.
Очень немногие вещи могут долго выдерживать такие силы, включая новый магнит.
Ученые ожидают, что каждая вставка стоимостью 20 000 долларов выдержит около 100 импульсов. Вытяжка за 8 миллионов долларов должна выдержать около 10 000 импульсов. Каждый раз, когда магнит подает импульс, он изгибает медную и серебряную проволоку, создавая крошечные трещины в металле.Трещины в меди переходят в серебряную проволоку, что не дает трещинам распространяться.
«Это как железобетон», — сказал Бобингер.
Медь действует как бетон, прочная и жесткая. Серебро действует как стальная арматура, проходящая через бетон, обеспечивая гибкость.
Вместе внутренний и внешний магниты могут создать уже 90 тесла.
Тесла измеряют силу магнитного поля. Даже одна тесла довольно мощная. Магнитное поле Земли составляет около 50 микротесл.Средний диапазон МРТ (магнитно-резонансной томографии) составляет от 0,5 до 1,5 тесла.
Ученые надеются, что в течение нескольких месяцев они смогут разработать новый электромагнит, чтобы достичь своей цели в 100 тесла.
Это будет не первый электромагнит мощностью 100 тесла. Технически это даже не самый мощный магнит в мире. Электромагниты силой в 1000 тесла были созданы раньше. Новый электромагнит станет первым в мире многоразовым магнитом на 100 тесла.
Все остальные магниты этой мощности были одноразовыми.Мощные силы, создаваемые другими электромагнитами, разрывали самих себя и обычно исследуемые образцы через несколько миллисекунд после включения. Эти магниты имеют свое применение, говорит Бобингер, но уничтожение образцов может быть проблемой, а создание новых магнитов может быть дорогостоящим.
Многократное изучение одного и того же материала без его разрушения может помочь ученым выявить свойства сверхпроводников и других новых материалов, сказал Бобингер, отметив, что предыдущая работа с магнитами в лаборатории помогла создать неодимовые магниты, которые позволили использовать беспроводные телефоны и беспроводные дрели. , и другие портативные электронные устройства.
Новые материалы, такие как оксиарсенид железа, могут в конечном итоге привести к МРТ высокого разрешения или к линиям электропередач, которые не теряют энергию на тепло, и будут экономить потребителям миллионы долларов каждый год.
В конце концов, однако, даже этот электромагнит сломается под невероятным давлением, и когда это произойдет, он будет громким.
«Они должны эвакуировать все здание, когда они включают магнит», — сказал Бобингер. «Магнитная разборка сделает большой бум».
В более ранней версии этого отчета неверно указывалось местоположение строительной площадки магнита и неправильно указывались требования к электроэнергии во Флориде.
Самый мощный магнит в мире начинает путешествие в самое сердце гигантского термоядерного эксперимента
Инженерыв США готовятся отправить первую часть самого мощного в мире магнита во Францию, где он будет обеспечивать питание современного термоядерного реактора .
Магнит, известный как центральный соленоид, составит сердце крупнейшего в мире термоядерного реактора ITER, что в переводе с латыни означает «путь». В этом международном эксперименте участвуют 35 стран, и его цель — доказать возможность устойчивого ядерного синтеза для получения энергии.В ядерном синтезе более мелкие атома сливаются, чтобы создать более крупные — реакция, которая высвобождает огромное количество энергии.
В полностью собранном виде центральный соленоид будет иметь высоту 59 футов (18 метров) и ширину 14 футов (4,3 м) и будет способен создавать магнитное поле размером 13 тесла — примерно в 280 000 раз сильнее, чем Земля магнитное поле России, что делает его достаточно сильным, чтобы поднять целый авианосец, который весит около 100 000 тонн (90 700 метрических тонн).
Связанный: 18 самых больших неразгаданных загадок в физике
«Центральный соленоид — самый большой и самый мощный импульсный электромагнит из когда-либо созданных», — Джон Смит, директор по проектированию и проектам в General Atomics, здании компании магнит, — рассказала Live Science.
Центральный соленоид
Центральный соленоид состоит из шести отдельных модулей, которые будут размещены в центре реактора ИТЭР.Весь магнит будет высотой с четырехэтажное здание и весит 1000 тонн (907 метрических тонн).
Каждый отдельный модуль представляет собой большую катушку, содержащую около 5,6 км сверхпроводящего кабеля ниобий — олово в стальной оболочке. Затем модуль подвергается термообработке в большой печи в течение нескольких недель для дальнейшего повышения его проводимости, после чего кабели изолируются, а катушка оборачивается для придания окончательной формы.
Согласно закону индукции Фарадея , электричество, проходящее через провод, создает магнитное поле, перпендикулярное проводу.Когда этот провод наматывается в круг, электрический ток создает круговое магнитное поле, и каждая катушка усиливает напряженность магнитного поля. Таким образом, соленоид создается путем многократной намотки проволоки. Самая простая версия соленоида — это классический эксперимент в классе, в котором ученики оборачивают проволоку вокруг гвоздя и прикрепляют ее к батарее. Когда аккумулятор включен, катушка может захватывать канцелярские скрепки.
Однако размер и сверхпроводящий характер центрального соленоида означает, что через него может проходить гораздо больше электрического тока, что позволяет ему создавать более сильное магнитное поле, чем что-либо из когда-либо построенных.
Сердце ИТЭР
Центральный соленоид — это «бьющееся сердце» реактора ИТЭР, потому что он позволит ученым управлять обычно нестабильными реагентами ядерного синтеза.
ИТЭР разработан для выпуска небольшого количества испаренного дейтерия и трития, которые являются изотопами водорода, или версиями одного и того же элемента с разными атомными массами, в большую вакуумную камеру в форме пончика, известную как токамак. . Токамак перегревает эти изотопы, отрывая электроны атомов и превращая газ в плазму .Эта сверхгорячая плазма будет достигать 270 миллионов градусов по Фаренгейту (150 миллионов градусов по Цельсию), что в 10 раз горячее ядра Солнца. При этой температуре атомы подвергаются слиянию, выделяя большое количество энергии, которую можно использовать для создания электричества, нагревая воду и создавая пар для вращения турбин.
Схема реактора Токамак ИТЭР с центральным соленоидом в центре и плазмой внутри камеры. (Изображение предоставлено ITER)Ядерный синтез уже был осуществлен в нескольких реакторах токамаков, построенных еще в 1950-х годах, но он продолжался всего несколько секунд за раз.Чтобы ядерный синтез стал жизнеспособным вариантом для выработки электричества, эта реакция должна поддерживаться с постоянной скоростью, и для ее производства требуется меньше энергии, чем она генерирует.
Одним из самых больших препятствий на пути к устойчивому термоядерному синтезу является удержание и управление обжигающей плазмой внутри реакторов.
Здесь вступает в игру центральный соленоид. По словам Смита, теоретически создаваемое им мощное магнитное поле будет удерживать плазму внутри токамака и поддерживать реакцию.
В движении
Первый модуль центрального соленоида, на создание которого ушло более пяти лет, наконец-то готов к транспортировке на площадку ИТЭР во Франции.
Инженеры собирают и транспортируют каждый модуль по отдельности, потому что весь магнит будет слишком большим для безопасной транспортировки, сказал Смит. По его словам, модули также собираются отдельно на случай замены.
Путь модуля начнется по дороге. Он будет перемещен с базы General Atomics в Сан-Диего в порт в Хьюстоне на массивном 24-осном тракторе.Оттуда магнит-монстр будет отправлен в начале июля в Марсель, Франция, и прибудет туда к концу августа, а затем снова доставлен по дороге на объект ИТЭР.
Первый модуль центрального соленоида (справа) готовится к транспортировке производственной группой General Atomics. (Изображение предоставлено General Atomics)По словам Смита, оставшиеся пять модулей и дополнительный модуль резервного копирования будут следовать тем же путем, когда они будут завершены в ближайшие несколько лет.
Международное сотрудничество
Каждая из 35 стран-участниц, включая весь Европейский Союз, а также Великобританию, Швейцарию, Китай, Индию, Японию, Корею, Россию и США, внесла свой вклад в проект, создавая и производя некоторые из более чем 1 миллиона отдельных компонентов реактора.
Центральный соленоид является крупнейшим из нескольких вкладов США, которые, по словам инженеров, составляют около 9% от общей стоимости ИТЭР. General Atomics разрабатывает дополнительные технологии и компоненты, которые помогут в манипуляциях с плазмой и других U.По словам Смита, компании и университеты S.
Несмотря на влияние пандемии COVID-19 на такие крупные проекты, строительство ИТЭР завершится к 2025 году и в настоящее время завершено примерно на 75%. По словам Смита, полномасштабные термоядерные реакции начнутся не раньше 2035 года.
Почему так важен синтез?
Устойчивый ядерный синтез может открыть дверь к неограниченному возобновляемой энергии , что сократит выбросы углерода , создаваемые сжиганием ископаемого топлива, которые способствуют изменению климата .
«Термоядерный синтез — один из немногих потенциальных вариантов крупномасштабного безуглеродного производства энергии», — сказал Смит. «Он предлагает безопасный, чистый, постоянно работающий ресурс, который не производит выбросов или долгоживущих отходов».
Чтобы остановить — или даже замедлить — потепление планеты, необходимо масштабное масштабирование систем ветровой, солнечной, приливной и других возобновляемых источников энергии задолго до того, как ИТЭР сплавляет свои первые атомы. Но из-за изменчивости их выработки энергии (например, ветряные турбины работают только тогда, когда дует ветер), нам все равно придется полагаться на ископаемое топливо, чтобы электросеть обеспечивала надежное снабжение электроэнергией, — сказал Смит.
Следовательно, жизненно важно, чтобы устойчивый ядерный синтез был достигнут как можно быстрее, а технология была воспроизведена во всем мире.
«ИТЭР — важный шаг в этом направлении, который продемонстрирует физику и технологии на пути к термоядерным электростанциям», — сказал Смит.
Первоначально опубликовано на Live Science.
.