Anhui eyaletinin Hefei kentinde bulunan ASIPP tarafından geliştirilen tamamen süperiletken mıknatıs, 351.000 gauss’a ulaşarak 323.500 gauss’luk önceki dünya rekorunu geçti. Projede Hefei Uluslararası Uygulamalı Süperiletkenlik Merkezi, Hefei Kapsamlı Ulusal Bilim Merkezi Enerji Enstitüsü ve Tsinghua Üniversitesi de yer aldı. Karşılaştırma için: Dünya’nın jeomanyetik alanı yaklaşık 0,5 gauss; bu da elde edilen alanın yaklaşık 700.000 kat daha güçlü olduğu anlamına geliyor.
İKİ SÜPERİLETKEN KATMAN
ASIPP’den Liu Fang’ın paylaştığı teknik çerçeveye göre mıknatıs, yüksek sıcaklıklı süperiletken (HTS) insert-bobin teknolojisinin, düşük sıcaklıklı süperiletken (LTS) dış mıknatısla eş eksenli iç içe geçirilmesiyle tasarlandı. Amaç, aşırı alan ve kriyojenik koşullarda kararlılığı artırmak; mekanik gerilim yoğunlaşması, kalkan akımı etkileri ve çoklu alan kuplajı gibi yüksek alan rejiminde görülen sorunları bastırmak oldu. Ekip, bu zorlukları aşarak elektromanyetik performansı ve mekanik sağlamlığı birlikte yükseltti; sistem uzun süreli çalışmalarda performans kaybı olmadan kararlılığını korudu.
35,1 TESLA – 30 DAKİKA
Test senaryosunda mıknatıs 35,1 Tesla seviyesine enerjilendirildi ve 30 dakika boyunca sabit biçimde çalıştı. Ardından sistem kontrollü biçimde demanyetize edilerek yaklaşımın güvenilirliği doğrulandı. Bu gösterim, zorlu koşullarda uzun süreli kullanım gerektiren uygulamalar için operasyonel dayanımın ve kararlı alan kalitesinin sağlanabildiğini ortaya koydu.
BİLİMSEL CİHAZLARA SÜRÜCÜ ETKİ
Başarı, nükleer manyetik rezonans (NMR) spektrometreleri gibi tıbbi görüntüleme ve kimyasal analiz cihazlarında yüksek alanlı, kararlı, kompakt ve ticarileşebilir mıknatıs çözümlerinin önünü açıyor. Bunun ötesinde füzyon mıknatıs sistemleri, uzay elektromanyetik itki, süperiletken indüksiyon ısıtma, manyetik levitasyon ve yüksek verimli güç iletimi gibi ileri teknoloji alanlarında da kritik teknik destek sağlıyor. Bu sahaların her biri, son derece güçlü ve dalgalanması düşük manyetik alanlara ihtiyaç duyuyor.
YERLİLEŞME VE TEDARİK KABİLİYETİ
ASIPP, uzun yıllardır manyetik hapsetme füzyonu üzerinde çalışan Çin’in ana kurumlarından biri. Enstitü, süperiletken malzeme, cihaz ve sistemlerde yerelleşme adımlarıyla ithalat bağımlılığını azaltırken, ITER’de (Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör) süperiletkenler, düzeltme (correction) bobinleri ve mıknatıs besleyicileri gibi kritik bileşenlerin sorumluluğunu da üstleniyor. Süperiletken mıknatıs performansındaki yeni rekor, Çin’in küresel füzyon ekosistemindeki konumunu güçlendirirken, yeni nesil yüksek alan teknolojileri için de somut bir sıçrama tahtası işlevi görüyor.
MÜHENDİSLİK ENGELLERİ VE ÇÖZÜMLER
Rekor öncesinde ekip, düşük sıcaklık–yüksek alan rejiminde belirginleşen gerilme konsantrasyonları, akım-kalkanı kaynaklı alan bozulmaları ve çoklu alan kuplajı sorunlarına odaklandı. Geliştirilen mekanik tasarım iyileştirmeleri, alan homojenliğini gözeten bobin mimarileri, HTS/LTS arayüz yönetimi ve termal-kararlılık çözümleri, sistemin yüksek alanı kararlı biçimde tutmasını sağladı. Böylece sürekli işletim, tekrarlanabilir performans ve güvenli söndürme (quench yönetimi/demanyetizasyon) süreçleri doğrulandı.
BİLİM VE ENDÜSTRİ İÇİN ANLAMI
351.000 gauss’luk yeni seviye, yüksek çözünürlüklü spektroskopi ve malzeme karakterizasyonu gibi temel araştırmalardan tıbbi teşhis ve ileri üretime, füzyon reaktörlerinin manyetik kafeslerinin geleceğinden uzay itki teknolojilerine kadar geniş bir yelpazede daha küçük, daha verimli, daha güvenilir mıknatıs altyapıları geliştirilmesini mümkün kılıyor. Ekip, kararlı uzun süreli çalışma ile yüksek alan kalitesi gerektiren platformların ticarileşmesinde ivme bekliyor.
