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中国全超导磁体创新突破:35.10万高斯稳态强磁场成功实现并稳定运行

   时间:2025-09-28 15:36:44 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所传来喜讯:由该所主导,联合合肥国际应用超导中心、合肥综合性国家科学中心能源研究院及清华大学共同研发的全超导磁体,成功实现35.10万高斯的稳态强磁场输出,标志着我国在超导磁体技术领域取得重大突破。

地球本身是一个天然磁体,其地磁场强度约为0.5高斯,如同无形的保护伞,为地球生物抵御宇宙射线。而全超导磁体作为人工制造的强磁场装置,通过超导材料绕制而成,能够产生远超自然磁场的强度,在科研、医疗、能源等领域具有重要应用价值。此次研制的全超导磁体,通过创新结构设计,将高低温超导磁体同轴嵌套,并优化协同调控工艺,有效解决了低温高场环境下的应力集中、屏蔽电流效应等技术难题,显著提升了磁体在极端条件下的力学稳定性与电磁性能。

在为期一夜的实验中,该超导磁体在35.10万高斯强度下稳定运行30分钟,随后安全完成退磁过程,充分验证了技术方案的可靠性与稳定性。这一成果不仅为磁约束核聚变装置提供了核心部件支持,更推动了超导磁体技术的国产化进程。近年来,等离子体物理研究所持续深耕磁约束核聚变领域,先后研发出100kA高温超导电流引线、纳欧级低阻超导接头等关键技术,实现了超导磁体材料、设备及系统的完全自主可控。

作为国际热核聚变实验堆(ITER)中国工作组的重要成员单位,该研究所承担了超导导体、校正场线圈、磁体馈线等关键部件的研发任务。此次全超导磁体的成功研制,不仅为核磁共振成像等高端科学仪器的商业化应用提供了技术支撑,更为核聚变磁体装置、航天电磁推进、超导感应加热、超导磁悬浮及高效电力传输等领域的技术产业化奠定了坚实基础。

据项目团队介绍,全超导磁体的核心技术突破在于磁体结构的创新设计。通过将高低温超导磁体同轴嵌套,结合优化的协同调控工艺,有效解决了传统磁体在低温高场环境下易出现的应力集中问题,同时抑制了屏蔽电流效应对磁场稳定性的影响。这一技术方案不仅提升了磁体的力学性能,更确保了其在极端工况下的长期稳定运行。

在实验过程中,团队对磁体的运行参数进行了全程监测,数据显示其磁场强度波动范围小于0.1%,退磁过程安全可控。这一成果的取得,标志着我国在超导磁体技术领域已达到国际先进水平,为后续核聚变装置的研发及产业化应用提供了关键技术保障。

 
 
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