Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Een nieuwe weerstandsmagneet in China is de krachtigste ter wereld. Zijn magnetische veld is ruim 800.000 keer sterker dan dat van de aarde.
Op 22 september produceerde een magneet in de Chinese High Magnetic Field Laboratory een stabiel magnetisch veld van 42,02 tesla. Dat is ruim 800.000 keer zo sterk als het magnetische veld van de aarde. Daarmee is dit de sterkste magneet van zijn soort. De vorige recordhouder stamt uit 2017, een magneet in het US National High Magnetic Field Laboratory produceerde toen een veld van 41,4 tesla.
Krachtige magneten zijn handige wetenschappelijke gereedschappen. Zo zijn ze bijvoorbeeld te gebruiken om eigenschappen van geavanceerde materialen bloot te leggen, zoals die van supergeleiders. De Britse natuurkundige Alexander Eaton legt aan Nature uit dat sterke magnetische velden ook nuttig zijn bij experimenten met zeer gevoelige metingen, ze verhogen namelijk de resolutie waardoor het makkelijker is om vage verschijnselen te zien. “Elke extra tesla is exponentieel beter dan de vorige”, aldus Eaton.
Lees ook:
Groot nadeel
De Chinese recordbreker is een zogenoemde weerstandsmagneet. Deze produceert een magnetisch veld door een elektrische stroom door een spoel van geleidend materiaal (zoals koper) te laten lopen. Dat is een enigszins een verouderde technologie, maar volgens de Chinese onderzoekers kunnen weerstandsmagneten langer stabiele magnetische velden produceren dan de nieuwere supergeleidende en hybride magneten. Bovendien zijn hun velden veel sneller op te voeren; je hoeft simpelweg aan een knop te draaien en binnen enkele minuten heb je een enorm sterk magnetisch veld. Dit maakt ze zeer geschikt voor wetenschappelijke experimenten.
Maar weerstandsmagneten hebben ook een groot nadeel. De spoelen veroorzaken namelijk weerstand, waardoor ze een hoop ‘afvalwarmte’ produceren en daardoor een immense hoeveelheid stroom nodig hebben. De Chinese magneet verbruikte voor zijn recordpoging bijvoorbeeld 32,3 megawatt aan elektriciteit, daar kun je ongeveer 32.000 Nederlandse huishoudens tegelijk van energie mee voorzien. Je moet dus een enorm goede reden hebben om zo’n magneet aan te zwengelen.
Geen weerstand
Wetenschappers ontwikkelden daarom supergeleidende magneten, die geen weerstand in de spoel hebben en daardoor sterke velden kunnen creëren met veel minder energie. In 2019 bouwden Amerikaanse wetenschappers een miniatuurversie van zo’n magneet die kortstondig een veld van 45,5 tesla produceerde. Momenteel werken ze aan een grotere versie die 40 tesla moet creëren. Het Chinese team bouwt een hybride magneet, die beide technieken combineert, en een krankzinnig veld van 55 tesla moet maken.
Hoewel deze nieuwe magneten goedkoper en efficiënter te gebruiken zijn, hebben ze hun eigen nadelen. Ze zijn bijvoorbeeld veel duurder om te bouwen en hebben zeer geavanceerde koelsystemen nodig voor de supergeleiding.
Bronnen: Hefei Institutes of Physical Science, Nature