科學(xué)家用AI造出最強鐵基超導磁體

2024-06-12 01:05:00 來(lái)源: 科技日報 作者: 劉霞


設計概念示意圖。圖片來(lái)源:《亞洲材料》雜志

科技日報記者 劉霞

英國和日本科學(xué)家利用人工智能(AI)技術(shù),成功制造出世界上已知最強的鐵基超導磁體。最新研究有望促進(jìn)新一代磁共振成像(MRI)技術(shù)和未來(lái)電氣化運輸技術(shù)的發(fā)展。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《亞洲材料》雜志。

超導磁體可在不需要大量電力的情況下提供強而穩定的磁場(chǎng)。目前此類(lèi)磁體中使用的超導體主要是超導鈮錫合金線(xiàn)這類(lèi)大線(xiàn)圈。由于磁體需要適應線(xiàn)圈的大小,因而限制了其應用范圍。在最新研究中,科學(xué)家借助機器學(xué)習技術(shù),研制出一種廉價(jià)而強大的鐵基超導磁體,這為降低該技術(shù)成本并擴大其應用范圍奠定了基礎。

英國倫敦國王學(xué)院研究人員表示,他們使用BOXVIA機器學(xué)習系統,開(kāi)發(fā)出了一個(gè)框架,能更快速地在實(shí)驗室中設計出超導磁體。隨后,他們通過(guò)改變制造過(guò)程中的熱量和時(shí)間等與超導磁體性能有關(guān)的參數,對BOXVIA進(jìn)行了訓練,得出了超導磁體最優(yōu)設計。通常,科學(xué)家需要數月才能創(chuàng )建出磁體并測試其特性,但新方法大大縮短了時(shí)間。另外,新方法開(kāi)發(fā)出的超導磁體與不使用BOXVIA生產(chǎn)的超導磁體具有不同的結構,前者磁體中的鐵基晶體更大。

超導磁體不僅能用于MRI機器,對癌癥進(jìn)行成像,而且對電動(dòng)飛機和核聚變至關(guān)重要。第一批鐵基超導磁體于10多年前問(wèn)世,但其產(chǎn)生的磁場(chǎng)不夠強或不夠穩定,無(wú)法廣泛使用。而新的鐵基超導磁體更容易使用,并為更小、更輕設備的研制打開(kāi)了大門(mén)。

研究人員強調稱(chēng),MRI機器上的磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強度和穩定性均需達到一定要求,才能確?;颊叩陌踩?,并提供清晰的圖像。最新超導磁體原型是首個(gè)滿(mǎn)足這些要求的鐵基大塊超導體。此外,新型超導磁體也減少了MRI機器對大量超導導線(xiàn)的需求,科學(xué)家可以在此基礎上創(chuàng )建更小的MRI,部署在全科醫生辦公室,從而擴大其使用范圍。

責任編輯: 左常睿