我国综合极端条件实验装置实现35.6特斯拉全超导用户磁体刷新世界纪录

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成功实现35.6特斯拉全超导磁体,创造了全超导用户磁体领域的新世界纪录。

这一突破性成果打破了美国国家强磁场实验室此前保持的32.0特斯拉纪录,将我国强磁场技术推向新的高度。

强磁场超导磁体是现代科技领域的核心装备。

这类装置能在极低温条件下实现零电阻和强磁场输出,具有磁场强度高、均匀度好、稳定性强、能耗低等突出优势。

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。

为了直观理解35.6特斯拉的强度,研究团队进行了对比说明:医院常用的核磁共振设备磁场强度为1.5特斯拉或3特斯拉,此次实现的最高磁场是医用核磁共振的约12至24倍,是地磁场的70多万倍。

该全超导磁体由中国科学院电工研究所和物理研究所经过多年联合攻关研制而成,可用孔径为35毫米,能够满足核磁共振、比热、电阻测量等大部分实验需求。

这一成果的取得并非易事。

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。

在技术攻关中,两所科研团队分工协作,各有侧重。

电工所研制出超导磁体系统,突破了设计与建造的关键技术,创新多项核心方法,大幅提升了磁体的电磁-机械安全裕度。

物理所则攻克了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。

这些技术突破的背后,是对高温超导材料特性的深入理解。

建造强磁场超导磁体所需的高温超导材料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,这些都给磁体设计与工程化带来了巨大挑战。

该成果的意义深远。

综合极端条件实验装置已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了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。

这不仅加速推动了我国在基础研究领域的重大科学发现,也为高端装备制造领域的技术革新奠定了基础。

值得注意的是,国际竞争在这一领域依然激烈。

为了保持领先地位,中国科学院电工所与物理所团队将持续合作攻关,进一步提升磁体的综合性能,计划研制40特斯拉及更高的全超导用户磁体。

同时,研制过程中取得的知识产权也得到了专利保护,为我国在该领域的持续创新提供了制度保障。

这项世界纪录的诞生,不仅彰显了我国在重大科研装备领域的自主创新能力,更体现了集中力量办大事的制度优势。

在建设科技强国的征程中,此类基础性、战略性技术突破将持续为原始创新提供关键支撑。

面向未来,我国科研团队需要保持战略定力,在更多"卡脖子"领域实现从跟跑到领跑的历史性跨越,为全球科技发展贡献中国智慧。