Onderzoekers hebben een wereldrecord verbroken met een magnetisch veld dat 700.000 keer sterker is dan de aarde. De doorbraak markeert een belangrijke stap richting kernfusie en geavanceerde energieonderzoeken.
Chinese wetenschappers van het Institute of Plasma Physics van de Chinese Academy of Sciences (ASIPP) hebben een volledig supergeleidende magneet ontwikkeld die een magnetisch veld van 351.000 gauss kan genereren. Ter vergelijking: het magnetisch veld van de aarde is ongeveer 0,5 gauss. Het nieuwe veld is dus meer dan 700.000 keer sterker. Hiermee is het vorige wereldrecord van 323.500 gauss ruimschoots overtroffen.
Het project werd uitgevoerd in Hefei (provincie Anhui) in samenwerking met de Hefei International Applied Superconductivity Center, het Hefei Comprehensive National Science Center en Tsinghua Universiteit.
Waarom dit belangrijk is
Volgens het onderzoeksteam zal deze doorbraak de ontwikkeling van geavanceerde wetenschappelijke instrumenten versnellen, zoals nucleaire magnetische resonantiespectrometers (NMR), die van cruciaal belang zijn voor zowel medische beeldvorming als chemische analyse.
Daarnaast opent de technologie de deur naar toepassingen die extreem sterke en stabiele magnetische velden vereisen, waaronder:
- Kernfusieonderzoek, waarbij plasma op honderden miljoenen graden wordt opgesloten.
- Ruimtevaarttechnologie, zoals elektromagnetische voortstuwing.
- Magnetische levitatie en transport, denk aan maglev-treinen.
- Efficiënte energieoverdracht en supergeleidende inductieverwarming.
Extreme stabiliteit onder zware omstandigheden
De magneet maakt gebruik van een combinatie van hoogtemperatuur-supergeleidende spoelen, coaxiaal genest binnen laagtemperatuur-supergeleidende magneten. Dit ontwerp zorgt voor extreme stabiliteit onder zware omstandigheden.
Tijdens de testrun werd de magneet opgevoerd tot 35,1 tesla en bleef dertig minuten stabiel werken. Daarna werd hij gecontroleerd gedemagnetiseerd, wat bewijst dat het systeem betrouwbaar kan functioneren onder langdurige en veeleisende omstandigheden.
Obstakels overwonnen
Het team stond voor een reeks complexe technische uitdagingen. Ze moesten stressconcentraties in de supergeleidende draden aanpakken, schermstroom-effecten beheersen die het magnetisch veld konden verstoren, en de interactie van thermische, magnetische en mechanische krachten – de zogenoemde multi-veld koppeling – in balans brengen.
Door deze obstakels te overwinnen, wisten de onderzoekers zowel de mechanische stabiliteit als de elektromagnetische prestaties van de magneet aanzienlijk te verbeteren, waardoor een recordmagnetisch veld betrouwbaar en langdurig operationeel kon worden gemaakt.
Impact op kernfusie
Supergeleidende magneten zijn essentieel voor magnetic confinement fusion: het gebruik van krachtige magnetische velden om plasma op extreem hoge temperaturen in een “magnetische kooi” te houden. ASIPP levert belangrijke componenten voor het Internationale ITER-fusieproject, waaronder supergeleiders, correctiespoelen en magnetische voeders.
Het nieuwe record toont dat China niet alleen een leidende rol speelt in supergeleidende technologie, maar ook een fundamentele bijdrage levert aan de wereldwijde zoektocht naar schone en onbeperkte energie.
Meer dan een technisch hoogstandje
Het record van 351.000 gauss is meer dan een technisch hoogstandje. Het is een cruciale stap richting de realisatie van kernfusie en andere baanbrekende toepassingen.
Terwijl de wetenschap steeds dichterbij komt, laat deze doorbraak zien dat extreme supergeleidende magneten het fundament kunnen vormen voor de energie van de toekomst.
