在最强大的超导磁铁中替代niobium电线以替代士不可分析的化合物

一个由A领导的研究团队西北大学物理学家已经确定了一个高温超导体-BI-2212,一种包含二晶型物的化合物 - 是一种可能适合有一天需要的新电线的材料,该材料在世界上制造了世界上最强大的超导磁铁,这是30特斯拉磁铁。

目前在医院和研究实验室中使用的磁共振成像机(MR)成像机的材料 - 金属元件niobium的一种低温超导合金 - 已被推动到21个特斯拉左右。(特斯拉用于定义磁场的强度。)当前没有可用的超导磁铁线可以生成30个特斯拉。

约翰·埃文斯(欧洲杯足球竞彩John Weinberg)的物理与天文学教授威廉·P·哈珀林(William P.领导团队的西北大学艺术与科学学院。欧洲杯线上买球“我们已经证明,BI-2212可以在与目前用niobium制成的磁体(4度开尔文)的磁体相同的情况下运行,并且还达到了30特斯拉磁铁所必需的稳定状态。”

研究结果将于2月11日在线发表,由《自然物理学》杂志。

Halperin说:“我们正在探索自然的局限性,我们的发现对超导体的研究和对磁共振成像的应用具有基本意义。”“梦想是拥有不需要氦气冷却的功能强大的磁铁。有一天,可能会发现新材料的限制,但目前不可能。”欧洲杯足球竞彩

超导体冷却至其适当的温度时,会导致电力而无需任何阻力。超导性首先以90度开尔文的高温出现在BI-2212中,但Halperin和他的同事发现,仅当温度下降到12摄氏度以下时,才能建立高磁场所需的稳定状态。该团队是第一个建立BI-2212限制的团队。

该论文的首席作者,哈珀林的研究生Bo Chen说:“有时候看起来很糟糕。”“我们的发现设定了速度限制。如果您超出了此速度,您可能会遇到麻烦。知道高温限制是一种安全性。”

Halperin说:“要创建30台特斯拉磁铁,我们需要一种超导材料,该材料可以携带所需的电力而不会炸毁。”“我们发现,BI-2212的工作温度必须低于12度开尔文。好消息是,可以通过用液体氦气冷却磁铁来达到该温度。如果我们发现上限为2度kelvin,则可以达到磁铁。低温要求将是棘手的。”

MR成像被医院广泛用于医学诊断,大学,国家实验室和制药公司的科学家使用更强大的MR技术来研究DNA,蛋白质和其他复杂分子。全国大约有十二个实验室利用现在使用的最高磁场-21.1特斯拉,它的磁场比普通医院的机器大10倍。将磁铁的田地甚至少量增加到22.2特斯拉,将机器的成本增加200万美元。

Halperin说:“国家研究委员会最近提出的科学界的圣杯是建造30种特斯拉的超导磁铁。”“在MR成像中,磁场越高,分辨率越高,这为科学家提供了更多的分析细节。30Tesla磁铁可以推动化学,生物学和医学的重大进展。”

Halperin和他的团队在佛罗里达州塔拉哈西的国家高磁场实验室使用MR技术研究了BI-2212,这是超导性的“元勋”之一。为了测量其性质,他们将稀有的同位素氧气17放入BI-2212的晶体中,同位素充当探针,就像荧光染料一样。然后,他们确定了超导性稳定的材料的相图,该材料表现出高温和高磁场无法共同实现。

Halperin说:“既然我们已经有了有关BI-2212的信息,那么下一个问题是,'真的可以制造出这种磁铁吗?'” Halperin说。“我真的不知道 - 这取决于工程和处理材料以使它们成为电线的材料。我的其他科学家和工程师将不得不解决材料问题,他们不喜欢接受拒绝作为答案。欧洲杯足球竞彩”

http://www.northwestern.edu

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