▲1月26日，中国科学院物理研究所综合极端条件实验装置极低温强磁场量子振荡实验站，电脑显示屏上显示全超导用户磁体中心磁场强度达到35.6特斯拉。新华社记者 金立旺 摄

据中国科学院消息，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近日实现35.6特斯拉全超导用户磁体，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，奠定了中国在强磁场全超导用户磁体领域的世界领先地位。

实验站负责人、副研究员李岗，中国科学院电工研究所研究员刘建华、中国科学院电工研究所博士后周本哲（从左至右） 新华社记者 金立旺 摄

达到35.6特斯拉的全超导用户磁体，其磁场到底有多“强”？

联合团队解读说，医院常用核磁共振的中心磁场为1.5特斯拉或3特斯拉(高清分辨)，目前实现的新世界纪录最高磁场，是医用核磁共振的约12倍至24倍，是地球磁场的70多万倍。

实验站负责人、副研究员李岗，中国科学院电工研究所研究员刘建华、中国科学院电工研究所博士后周本哲（从左至右）讨论全超导用户磁体的运行情况。新华社记者 金立旺 摄

关于可用孔径，联合团队指出，在强磁场和低温环境下，35毫米的孔径已经能满足核磁共振、比热、电阻测量等大部分实验的要求，未来计划进一步扩大磁体孔径，以满足更多测量手段的要求。

该磁体是全球唯一能提供30特斯拉以上磁场的全超导用户实验磁体，可为物质科学、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，加速推动中国乃至全球在基础研究及高端装备制造领域，产生重大科学发现与技术革新。

中国科学院电工研究所研究员刘建华（右）、中国科学院电工研究所博士后周本哲在工作中。新华社记者 金立旺 摄

强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件。强磁场超导磁体是一种在极低温下运行的装置，具有零电阻、强磁场、高稳定和低能耗的特性，是支撑大科学装置、高端医疗、国防等关键领域的核心设备。

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。

实验站负责人、副研究员李岗在准备实验测量杆。新华社记者 金立旺 摄

针对上述技术难题，中国科学院电工研究所团队研制出超导磁体系统，突破强磁场用户超导磁体设计与建造关键技术，创新提出高场高温超导磁体全电磁精细设计理论与电磁结构随动调整方法、多线圈轴向自适应预紧、分区屏蔽电流抑制等关键核心技术，大幅提升了强磁场超导磁体的电磁-机械安全裕度；中国科学院物理研究所团队则克服高温超导磁体健康监测、极低温下极高磁场准确测量、磁体系统与低温系统及用户测量系统集成等方面的难题，实现全超导磁体性能的跨越式突破。

针对公众关心的成本与普及性问题，中国科学院物理研究所研究员雒建林表示，全超导磁体因零电阻特性，运行成本远低于传统电阻磁体；同时，该磁体的可用孔径为35毫米，能满足核磁共振、材料比热测量等大部分实验需求。

来 源：科创中国

责任编辑：黄林萱

一 审：方守锐 陈元泉

二 审：王怀宇

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