Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 - Киршвинк Дж.
ISBN 5-03-001274-5
Скачать (прямая ссылка):
Некоторым приемам мы следуем традиционно, а не потому, что это необходимо для получения высокого качества экранирования. Так, мы обычно размагничиваем инструмент (отвертки, пилы и т.п.) перед тем, как пользоваться им внутри экранированной комнаты, и всегда кладем его на деревянный стол или ящик, а не на пол, хотя локальную намагниченность, возникающую в процессе изготовления комнаты, впоследствии можно ликвидировать с помощью катушки для размагничивания.
В этом разделе мы обсудим некоторые особенности конструкций экранированных комнат (например, двери и соединения), которые отличаются от предлагавшихся другими авторами (Patton, 1967). Кроме того, мы рассмотрим, например, учет магнитных условий в предполагаемом месте размещения экрана перед возведением экранированной комнаты, описание которых редко встречается.
3.1. Учет магнитных условий
Чтобы обеспечить наилучшие условия функционирования магнитного экрана, необходимо предварительно тщательно проанализировать магнитную обстановку в месте его расположения. Кроме общих характеристик магнитного поля (направления и напряженности) следует учесть его пространственные и временные вариации. Магнитное поле внутри больших зданий часто бывает весьма неоднородно из-за наличия стальных конструкций и трубопроводов. Если эти градиенты поля достаточно велики и распространяются на обширные области, они могут сильно ухудшить качество экранирования. Градиенты, обусловленные остаточной намагниченностью магнитных деталей, часто можно уменьшить путем размагничивания переменным полем переносной катушки. При этом прямые трубы или другие конструкции, расположенные в направлении восток-запад, легко размагничиваются до приемлемого уровня, а ориентированные с севера на юг создают помехи, особенно на сгибах и других неоднородностях. Поэтому вблизи мест с большим градиентом рекомендуется удваивать (или даже утраивать) толщину экранирующего материала и стараться не делать отверстий в экране. Опыт показывает, что магнитные экраны значительно эффек-
тивнее уменьшают однородное поле, чем его градиенты. Следует также помнить, что источником магнитных полей может служить само лабораторное оборудование.
При экранировании нужно учитывать и временные вариации поля. Поскольку экранирующее действие обычно применяемых материалов связано в основном со сравнительно устойчивыми доменами, то экраны из таких материалов оказываются менее эффективными, если поле меняется во времени. Подобные поля часто создаются движущимися магнитными предметами, например транспортными средствами, некоторыми видами лабораторного оборудования, лифтами. Чтобы избавиться от подобных помех, лучше всего располагать экранированную комнату там, где их уровень минимален. В этом случае следует учитывать любую информацию о движении всевозможных объектов вблизи экрана.
Если все-таки локальное магнитное поле в месте расположения экрана существенно изменяется, то иногда приходится перемагничи-вать магнитостатический экран переносной катушкой с учетом новой конфигурации поля. Для этого необходимо иметь свободный доступ к поверхности экрана, причем не только ко внутренним его слоям, но и ко внешним, обработка которых необходима при сильных изменениях внешнего поля.
3.2. Отверстия, входы
Проблема доступа касается всех типов экранов, и ее решения существенно различаются в зависимости от их назначения. В случае электромагнитных экранов необходимы плотно закрывающиеся двери, у которых отсутствуют щели по периметру проема. Такая конструкция дверей подходит и для магнитных экранов, однако она налагает излишние ограничения на устройство остальных частей экрана. Более гибкое решение можно найти, рассматривая особенности работы магнитного экрана и сравнивая магнитостатическое и электромагнитное экранирование.
Две важные для электромагнитного экрана особенности - наличие двери и возможность «электрически» плотно ее закрыть вовсе не необходимы при магнитостатическом экранировании (см., например, рис. 8.8). Различаются и материалы, применяющиеся для изготовления двух указанных типов экранов: это материалы с высокой проводимостью, с одной стороны, и ферромагнитные материалы-с другой (табл. 8.2); совершенно различна и симметрия физических явлений, лежащих в основе их действия. При электромагнитном экранировании наибольший эффект достигается, когда направление распространения электромагнитной волны перпендикулярно поверхности листа проводящего материала, в котором образуются индукционные токи, приводящие к сильному затуханию волны в экране. Параллельно поверхности листа волна распространяется с очень малым затуханием.
<S. Магнитоэкранированные комнаты большого объема
279
Рис. 8.8. Вертикальное сечение в направлении север юг экранированной комнаты, сконструированной в Техасском университете и расположенной в Галвестоне. Комната имела форму куба с длиной ребра 2,1 м; экранирование осуществлялось с помощью листов из ц-металла. А. Распределение магнитного поля вне экрана. Б. Распределение магнитного поля, создаваемого самим экраном, полученное из распределения рис. А путем вычитания в каждой точке магнитного поля Земли В, = 46 500 нТл, имеющего склонение 6° и наклонение 65е (стрелка в левой части рисунков). Звездочками отмечены точки, в которых поле превышало 0,1 мТл (рис. 8.8,А) и 0,05 мТл (рис. 8.8,?). Обратите внимание на то, что самые сильные изменения напряженности и направления поля наблюдаются вблизи ребер экрана.
