35.6特斯拉!全超导用户磁体新世界纪录产生
中国网/中国发展门户网讯 近日,依托中国科学院物理研究所建设的国家重大科技基础设施-综合极端条件实验装置实现了35.6特斯拉全超导磁体,创造了全超导用户磁体新的世界纪录。该装置为国家“十二五”重大科技基础设施项目,已于2025年2月通过国家验收。该全超导磁体由中国科学院电工研究所和中国科学院物理研究所经过多年联合攻关研制而成,经专家现场测试,中心磁场达35.6特斯拉,可用孔径为35毫米,是支持国内外科研团队开展前沿研究的用户磁体。该成果打破了此前由美国国家强磁场实验室创造的32.0特斯拉(可用孔径34毫米)全超导用户磁体的世界纪录,将最高磁场提升了3.6特斯拉,奠定了我国在强磁场全超导用户磁体领域的世界领先地位。

位于怀柔综合极端条件实验装置的全超导强磁场磁体系统在励磁过程中
强磁场超导磁体是一种能在极低温条件下实现零电阻和强磁场的装置,具有极高的磁场强度、极高的均匀度和稳定性,且能耗极低,是现代科技领域的核心装备之一,在国家重大科技基础设施、先进科学仪器、高端医疗装备、能源交通以及国防特种装备等领域具有重大应用价值。35.6特斯拉的全超导用户磁体到底有多“强”?研究团队进行了直观对比:医院核磁共振的中心磁场1.5特斯拉或3特斯拉(高清分辨),此次实现的最高磁场是医用核磁共振的约12-24倍,是地磁场的70多万倍。在强磁场和低温环境下,35毫米的孔径已经能满足大部分实验(如核磁共振、比热、电阻测量等)的要求,未来研究团队计划进一步扩大磁体孔径,以满足更多测量手段的要求。
据介绍,强磁场超导磁体研制涉及多学科交叉融合,工程化过程面临多重技术瓶颈,对磁场强度、稳定度、均匀度、有效口径以及长期运行可靠性等指标有着极高要求。建造强磁场超导磁体所需高温超导材料还存在临界电流与力学性能强各向异性、屏蔽电流效应突出、尺寸偏差大等问题,给磁体设计与工程化带来巨大挑战。中国科学院电工所研制出超导磁体系统,突破设计与建造关键技术,创新多项核心方法,大幅提升磁体电磁-机械安全裕度。中国科学院物理所攻克高温超导磁体健康监测、极低温高场精准测量及多系统集成等难题。
据悉,该成果是我国强磁场技术领域的重大突破,使得我国综合极端条件实验装置成为世界领先的实验装置之一,为物质科学、生命科学等前沿研究提供核心支撑的极端强磁实验条件,助力科研人员探索微观世界的未知规律,加速推动我国乃至全球在基础研究及高端装备制造领域的重大科学发现与技术革新。但同时,在这一方向上,国际竞争依然激烈。未来,电工所与物理所团队将持续合作攻关,进一步提升磁体综合性能,研制40特斯拉及更高的全超导用户磁体,保持领先地位。在研制过程中取得的知识产权积极地利用专利予以保护。







