我国全超导磁体创造新纪录 35.6特斯拉磁场强度达全球领先水平

在强磁场科学研究领域,如何突破现有技术瓶颈、实现更高场强稳定运行,一直是国际科研界面临的重大课题。

传统超导磁体受材料性能和结构设计限制,难以在保持实用口径的同时实现30特斯拉以上的超高场强。

这一技术瓶颈严重制约了微观物质结构、量子材料等前沿科学研究的深度探索。

中国科学院电工研究所与物理研究所组成的联合攻关团队,通过创新性地采用高温超导内插磁体技术路线,在材料配方、线圈结构和冷却工艺等方面取得系列突破。

科研人员历时三年持续优化,先后攻克了超导材料临界电流密度提升、多层线圈应力分布均衡、极端条件下稳定性控制等关键技术难题。

特别是在保持35毫米实用口径的前提下,通过独创的"梯度化复合线圈"设计,成功实现了磁场强度的阶梯式提升——从2023年的30特斯拉跃升至如今的35.6特斯拉。

这一突破性进展具有多重科研价值。

在基础研究层面,超高磁场环境为探索拓扑量子材料、非常规超导体等新奇物态提供了不可替代的研究条件。

在应用技术领域,该成果将直接推动核磁共振谱仪、粒子加速器等重大设备的性能升级。

更值得注意的是,该磁体系统已纳入国家重大科技基础设施——综合极端条件实验装置,可与极低温、超高压等实验条件协同使用,形成全球领先的多维度极端科研环境。

为确保技术优势持续扩大,研究团队已制定三方面发展计划:一是开展40特斯拉级磁体的预研工作,二是建立国际联合用户委员会拓展应用场景,三是完善远程协同实验系统提升开放共享水平。

据项目负责人透露,下一代磁体将采用新型稀土超导材料,预计在"十五五"期间实现40特斯拉的技术目标。

业内专家指出,此次突破不仅体现了我国在超导技术领域的自主创新能力,更标志着我国大科学装置建设已从跟跑阶段进入并跑、领跑的新阶段。

该技术有望在新能源材料研发、生物医学成像等战略领域产生辐射效应。

强磁场装置的每一次跃升,都是基础研究“工具箱”的扩容,也是面向未来科技竞争的能力储备。

以开放共享的大科学装置为依托,把关键核心技术牢牢掌握在自己手中,把服务国家战略与支撑原始创新统一起来,才能让重大突破持续转化为长期优势,为探索未知、孕育新产业新动能提供更坚实的科技支撑。