Сверхсильные магнитные поля

Опубликовано 19.08.2011 Ведущий Филипп Болгов

СВЕРХСИЛЬНЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ - поля с напряжённостью H 1 МЭ (граница условна). Классификацию магнитного поля обычно связывают со способами получения полей. Слабые (до 0,5 кЭ) и средние (до 40 кЭ) магнитные поля получают в лабораторных условиях с помощью постоянных магнитов и электромагнитов. Для получения сильных стационарных полей до ~300 кЭ используют охлаждаемые и сверхпроводящие соленоиды (катушки). Поля св. 300 кЭ получают в квазистационарных (длительность импульса порядка 10 мс) или импульсных (импульс менее 10 мс) режимах при пропускании сильных электрических токов через соленоиды различных конструкций либо при сжатии внешними силами магнитного потока внутри замкнутого проводящего витка (лайнера).
Задачи получения столь сильных магнитных полей в лаб. практике сводятся к созданию источников тока и специальных устройств (соленоидов, катушек, лайнеров и др.), в которых и генерируется поле при прохождении через них тока. Источники тока и соленоиды должны удовлетворять техническим требованиям, соответствующим уровню получаемых полей, т. к. в общем случае увеличение поля в соленоиде требует соответствующего роста тока. А это в свою очередь приводит к увеличению выделения джоулева тепла в материале соленоида и росту в нём механических напряжений (за счёт магнитной составляющей силы Лоренца). Сверхсильные магнитные поля с индукцией свыше 20 Тл используются для исследований в различных областях физики: квантовой физике, физике плазмы, физике твердого тела.
На практике для создания сильного магнитного поля в фиксированном объеме чаще всего используются массивные витки различного сечения – одновитковые соленоиды.