我國全超導(dǎo)磁體實(shí)現(xiàn)35.10萬高斯穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場創(chuàng)新結(jié)構(gòu)突破極限

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2025-10-06 11:08:19 光明日報(bào)

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所聯(lián)合合肥國際應(yīng)用超導(dǎo)中心、合肥綜合性國家科學(xué)中心能源研究院及清華大學(xué)共同研制的全超導(dǎo)磁體，成功產(chǎn)生了35.10萬高斯的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場。地球本身就是一個(gè)巨大的磁體，其產(chǎn)生的地磁場約0.5高斯，能夠保護(hù)地球上的生物免受宇宙射線的侵害，并幫助許多生物辨別方向。全超導(dǎo)磁體由超導(dǎo)材料繞制而成，可以產(chǎn)生巨大磁場，具有廣闊的應(yīng)用前景。

研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新了磁體結(jié)構(gòu)，將高低溫超導(dǎo)磁體同軸嵌套，并優(yōu)化了協(xié)同方法和調(diào)控工藝，解決了低溫高場下的應(yīng)力集中和屏蔽電流效應(yīng)等難題，大幅提升了磁體在極端工況下的力學(xué)穩(wěn)定性和電磁性能。實(shí)驗(yàn)中，該超導(dǎo)磁體在35.10萬高斯下穩(wěn)定運(yùn)行30分鐘并安全退磁，驗(yàn)證了技術(shù)方案的可靠性。

超導(dǎo)磁體是磁約束核聚變裝置的核心部件之一，可以容納高溫等離子體安全“燃燒”。近年來，等離子體物理研究所陸續(xù)研發(fā)了100kA高溫超導(dǎo)電流引線、納歐級低阻超導(dǎo)接頭技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)磁體材料、設(shè)備、系統(tǒng)完全國產(chǎn)化。作為國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）中國工作組的重要成員單位之一，該所承擔(dān)了超導(dǎo)導(dǎo)體、校正場線圈、磁體饋線等眾多采購包。

該磁體的成功研制不僅將推動(dòng)核磁共振成像等高端科學(xué)儀器裝備的商業(yè)化應(yīng)用，還將為核聚變磁體裝置、航天電磁推進(jìn)、超導(dǎo)感應(yīng)加熱、超導(dǎo)磁懸浮、高效電力傳輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

(責(zé)任編輯：zx0001)

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