小型高圧クランプセルマグネットを用いたミニ多重極限環境の創製

使用小型高压钳位电池磁铁创建微型多重极端环境

基本信息

  • 批准号:
    10874054
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.32万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

超強磁場、超高圧、超低温の多重極限環境の創製には大がかりな装置と、多額の費用を要するが、多重極限の妙味はむしろその組み合わせにある。そこで、本研究においては大がかりな装置、多額な費用を必要としない範囲、即ち、強磁場(40T)、高圧(1GPa)、極低温(0.5K)のミニ多重極限の創製を目指した。この際の基本的なアイデアは、小型の高圧クランプセル内にミニパルスコイルを導入した小型高圧クランプセルマグネット(1GPa、10T)の開発であり、昨年度から本年度にかけて、これの設計、制作を試みた。試料空間を直径2φ、長さ2mmの円筒形に設定し、外径4φ、内径3φ、長さ6mmの空間に0.12φの銅線200回巻のコイルを巻き、これに最大280Aのパルス電流を印加する。この際、3mFの電解コンデンサを用いれば、200V充電で、パルス幅1.5ms、最大磁場10Tが得られる。これを既設の30Tマグネットと同期して発生させることで40Tの磁場が得られる。実際には、ミニコイルは液体ヘリウムで冷却しているが、パルス電流印加時の発熱による電気抵抗の上昇が大きく、十分な磁場が得られなかった。また、高圧セルに関しては、特にセル内にリード線を導入する部分の製作が難しく、所定の圧力に達していない。一方、3Heを用いた極低温環境は0.6Kの温度が得られており、これにより、現時点では、磁場30テスラ、温度0.6Kの環境下で、磁化測定が可能となった。今後も、技術的問題を一つずつ解決していき、当初の目標の達成を目指す。
打造超强磁场、超高压、超低温的多重极端环境需要大型设备和大量资金,但多重极端的美妙之处就在于这些的结合。因此,在这项研究中,我们的目标是在不需要大型设备或大量成本的范围内创建一个迷你多重极限,即强磁场(40T)、高压(1GPa)和极低的磁场。温度(0.5K)。当时的基本想法是开发一种小型高压钳位单元磁体(1GPa,10T),在小型高压钳位单元内部集成微型脉冲线圈,从去年到今年,我们尝试设计并产生这个。将样品空间设置为直径为2φ、长度为2mm的圆柱体,在外径为4φ、内径为3φ、长度为200匝的0.12φ铜线线圈绕在该空间上。 6mm,并对其施加高达280A的脉冲电流。此时,如果采用3mF电解电容,200V充电可以获得1.5ms的脉冲宽度和10T的最大磁场。通过与现有的 30T 磁铁同步产生,可以获得 40T 的磁场。实际上,微型线圈是用液氦冷却的,但由于施加脉冲电流时产生的热量,电阻显着增加,从而无法获得足够的磁场。此外,对于高压电池,难以制造将引线引入到电池中的部分,并且压力不能达到预定水平。另一方面,已经获得了使用3He的低温环境,温度为0.6K,这使得目前可以在磁场为30特斯拉、温度为0.6K的环境中测量磁化强度。我们将继续一一解决技术问题,争取实现我们最初的目标。

项目成果

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