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我國科研團隊研制的全超導磁體刷新世界紀錄
2025年10月16日 10:59:13
來源：化工儀器網 點擊量：3413
等離子體所聯(lián)合研制的全超導磁體實現(xiàn)35.1特斯拉穩(wěn)態(tài)磁場，刷新世界紀錄。
近日，由中國科學院合肥物質院等離子體物理研究所牽頭，聯(lián)合合肥國際應用超導中心、合肥綜合性國家科學中心能源研究院、清華大學共同研制的全超導磁體，實現(xiàn)了35.1特斯拉中心穩(wěn)態(tài)磁場，創(chuàng)造新的世界紀錄。
全超導磁體是用低溫/高溫超導材料構建的高場內插磁體，具有零電阻運行、無焦耳熱等技術特性，已應用于核磁共振成像系統(tǒng)、磁約束核聚變裝置及粒子加速器等領域。其核心技術包括多寬度繞制技術、無絕緣繞制技術及預應力繞制技術。
據(jù)了解，2016年5月，中國科學院電工研究所率先研制出國內首個24T全超導磁體，使我國成為第四個掌握該技術的國家。
2023年，清華大學瞿體明團隊與中國科學院合作研制的全超導磁體達到32.4T中心磁場，采用全國產材料實現(xiàn)自主可控；同年電工研究所團隊創(chuàng)下32.35T磁場強度紀錄并穩(wěn)定運行逾兩年，打破國際同行32.0T的原有紀錄。
2025年9月，電工研究所聯(lián)合研制的全超導磁體突破至35.1T穩(wěn)態(tài)磁場，采用高低溫超導磁體同軸嵌套結構，通過多物理場協(xié)同優(yōu)化方法及高應力調控工藝解決應力集中與屏蔽電流效應難題，實現(xiàn)關鍵材料與工藝完全自主可控。
研究團隊表示，該磁體采用高溫超導內插磁體技術，與低溫超導磁體同軸嵌套構建，其中高溫超導材料由上海超導科技股份有限公司提供。團隊運用萬匝級高場磁體多物理場協(xié)同優(yōu)化方法與高應力調控工藝，有效解決了低溫高場下的應力集中、屏蔽電流效應、多場耦合效應等難題，大幅提升磁體在極端工況下的力學穩(wěn)定性與電磁性能。
該磁體勵磁至35.1特斯拉，穩(wěn)定運行30分鐘后安全退磁，充分驗證了技術方案的可靠性，為在全超導磁體35.1特斯拉條件下開展各類樣品實驗提供了強有力平臺。
據(jù)悉，等離子體所深耕全超導托卡馬克技術研究，布局高溫超導材料在聚變磁體中的應用研究。聚焦強場高載流磁體技術驗證，突破電纜繞制、導體集成、接頭制備等核心技術瓶頸，攻克聚變高溫超導百千安級電流引線、數(shù)萬安級CICC導體、納歐級導體低阻接頭、亞米級線圈制備系列關鍵技術及關鍵裝備平臺搭建。在低溫超導導體及接頭等磁體關鍵技術領域也取得突破性進展，攻克接頭電阻納歐級批量化穩(wěn)定制備技術，實現(xiàn)大尺寸磁體毫米級高精度成型，為托卡馬克裝置工程化奠定了基礎。
本次研究成果不僅實現(xiàn)了關鍵材料、工藝、制備100%自主可控，還成功突破了超高場全超導穩(wěn)態(tài)磁體領域國際共同面臨的關鍵技術難題，為高場科學儀器的研發(fā)提供了關鍵技術支撐，助力強場科學研究領域的創(chuàng)新發(fā)展。
素材來源： 中國科學院等離子體物理研究所
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