PMQ - Quadrupol med permanent magnet
Stærke blokmagneter fokuserer en ionstråle
Online siden: 21.10.2011,
Antal besøg: 152525
4
Med 8 blokmagneter af typen Q-40-10-10-N
har vi bygget en PMQ-prototype (Permanent Magnet Quadrupole) på LHEP (Laboratory for High Energy Physics) ved universitetet i Bern.
Magneterne blev arrangeret i en Halbach-cylinder for at generere et kvadrupolfelt.
Dette kan sammenlignes med anvendelsen Fremstil Halbach-arrangementeti vores tilfælde var Halbach-opstillingen dog arrangeret i en cirkel og ikke i en lige linje.
Denne applikation har ført til en videnskabelig publikation
på engelsk - den kan downloades som PDF i øverste højre hjørne.
Ved test af magnetfelterne i PMQ'en med en Hall-prøve blev de simuleringer, der tidligere var beregnet ved hjælp af FEM (Finite Element Method), bekræftet.
Produkterne fra supermagnete.dk var derfor i stand til at opfylde vores forventninger.
Efter disse vellykkede tests producerede vi yderligere 4 PMQ'er.
Skalarisk potentiale for magnetfeltet i PMQ med magnetfeltets retning (rød: nordpoler, blå: sydpoler)
Størrelsen af den magnetiske fluxtæthed i PMQ, farveskala fra 0 (blå) til 1 Tesla (rød)
De 4 PMQ-enheder, der er monteret på speederen
Monteret i serie og med de korrekte afstande (som to FODO-celler) bruges de 4 quadrupoler til at fokusere en H-ion-stråle, som genereres af vores accelerator.
Den fokuserede stråle har en høj intensitet, når den rammer et stationært mål, hvilket fører til højere reaktionshastigheder i målmaterialet.
Fysiske forklaringer
I denne applikation har vi brugt Lorentz-kraften. Lorentz-kraften er den kraft, som en ladet partikel oplever, når den bevæger sig gennem elektromagnetiske felter. Kraften består af to komponenter: Den elektriske komponent og den magnetiske komponent. Den første komponent virker i retning af det elektriske felt, mens den anden virker vinkelret på det magnetiske felt og partiklens bane. Det betyder, at ladede partikler kan accelereres med elektriske felter, og at magnetfelter kan bruges til at afbøje partiklerne.Hvis man kun betragter en ladet partikels bevægelse i et magnetfelt, kan man anvende den såkaldte trefingerregel.
Der er mange anvendelser af Lorentz-kraften: For eksempel fungerer elektriske motorer, cykeldynamoer og højttalere ved hjælp af dette princip.
Der er selvfølgelig også mange anvendelser inden for partikelfysik: I acceleratorer bruges magnetiske multipoler til at manipulere partikelstrålerne.
Dipoler (2 poler) bøjer partikelbanen, quadrupoler (4 poler) fokuserer strålen i vandret retning og defokuserer den i lodret retning eller omvendt.
Man kan altså kun fokusere i én retning ad gangen.
Men hvis man vælger kloge afstande mellem quadrupolerne, er det muligt at opnå en såkaldt beam waist på et bestemt punkt langs partikelstrålen.
Der er tværsnitsarealet gennem strålen minimeret.
Dette er ikke i strid med Liouvilles sætning.
Anvendte artikler
Indlæser...
Blokmagnet 40 x 10 x 10 mm, holder ca. 15 kg, neodym, N42, forniklet
| 1 stk. | 6,61 EUR/stk.* | |
| fra | 3 stk. | 5,84 EUR/stk.* |
| fra | 10 stk. | 5,16 EUR/stk.* |
| fra | 20 stk. | 4,83 EUR/stk.* |
| fra | 40 stk. | 4,54 EUR/stk.* |
| Anmod om rabat fra 220 stk. | ||
tilgængelig: 10 134 stk.
4 mennesker kan lide dette kundeprojekt
-Projekter noteres på din kundekonto
Nøgleord
Hele indholdet på dette websted er beskyttet af ophavsret.
Indholdet må ikke kopieres eller bruges på nogen anden måde uden udtrykkelig tilladelse.
Indholdet må ikke kopieres eller bruges på nogen anden måde uden udtrykkelig tilladelse.