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王秋良院士（右）與雒建林研究員討論數(shù)據(jù)

位于懷柔綜合極端條件實驗裝置的全超導(dǎo)強磁場磁體系統(tǒng)在勵磁過程中

1月27日，依托中國科學(xué)院物理研究所建設(shè)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——綜合極端條件實驗裝置傳來喜訊：由中國科學(xué)院電工研究所與物理研究所聯(lián)合攻關(guān)多年研制的全超導(dǎo)用戶磁體，成功實現(xiàn)35.6特斯拉的中心磁場強度，可用孔徑達35毫米，一舉打破美國國家強磁場實驗室保持的32.0特斯拉世界紀(jì)錄，將全球全超導(dǎo)用戶磁體的最高磁場提升3.6特斯拉，標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域正式確立世界領(lǐng)先地位。

這臺創(chuàng)造紀(jì)錄的全超導(dǎo)磁體，源自國家“十二五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目，該裝置已于2025年2月通過國家驗收，此次突破是在原有全超導(dǎo)磁體基礎(chǔ)上完成的優(yōu)化升級。

強磁場超導(dǎo)磁體是一種能在極低溫條件下實現(xiàn)零電阻和強磁場的裝置，具有極高的磁場強度、極高的均勻度和穩(wěn)定性，且能耗極低，是現(xiàn)代科技領(lǐng)域的核心裝備之一，在國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、先進科學(xué)儀器、高端醫(yī)療裝備、能源交通以及國防特種裝備等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用價值。

強磁場超導(dǎo)磁體研制涉及多學(xué)科交叉融合，工程化過程面臨多重技術(shù)瓶頸，對磁場強度、穩(wěn)定度、均勻度、有效口徑以及長期運行可靠性等指標(biāo)有著極高要求。建造強磁場超導(dǎo)磁體所需高溫超導(dǎo)材料還存在臨界電流與力學(xué)性能強各向異性、屏蔽電流效應(yīng)突出、尺寸偏差大等問題，給磁體設(shè)計與工程化帶來巨大挑戰(zhàn)。

針對上述技術(shù)難題，中國科學(xué)院電工所科研團隊研制出超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，突破強磁場用戶超導(dǎo)磁體設(shè)計與建造關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新提出高場高溫超導(dǎo)磁體全電磁精細(xì)設(shè)計理論與電磁結(jié)構(gòu)隨動調(diào)整方法、多線圈軸向自適應(yīng)預(yù)緊、分區(qū)屏蔽電流抑制等關(guān)鍵核心技術(shù)，大幅提升了強磁場超導(dǎo)磁體的電磁-機械安全裕度，中國科學(xué)院物理所科研團隊克服了高溫超導(dǎo)磁體健康監(jiān)測、極低溫下極高磁場準(zhǔn)確測量，磁體系統(tǒng)與低溫系統(tǒng)及用戶測量系統(tǒng)集成等方面的難題，實現(xiàn)了全超導(dǎo)磁體性能的跨越式突破。

35.6特斯拉的磁場強度究竟有多驚人？數(shù)據(jù)對比直觀可見：這一強度是醫(yī)院常用1.5特斯拉核磁共振的24倍，是高清3特斯拉核磁共振的12倍，更是地磁場的70多萬倍。如此強大的極端強磁實驗條件，將為物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)等前沿領(lǐng)域的研究提供核心支撐，助力科研人員探索微觀世界的未知規(guī)律，加速推動我國乃至全球在基礎(chǔ)研究及高端裝備制造領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)革新。

據(jù)介紹，未來，兩個團隊將持續(xù)合作攻關(guān)，進一步提升磁體綜合服役性能，為國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、先進科學(xué)儀器研發(fā)、國防安全保障等領(lǐng)域提供國際頂尖水平的強磁場技術(shù)支撐，為國家重大戰(zhàn)略實施注入強勁科技動力。