近日,能量奇点在高温超导磁体领域取得重大突破,其自主研发的无液氦高温超导绝缘磁体成功完成三轮通流实验,中心磁场强度分别达到20T、23.1T和26.7T。其中第三轮实验表现尤为突出,磁体在25.5T条件下稳定运行后,通过提升励磁电流将中心磁场推升至26.7T,绕组工程电流密度突破570A/mm²,绕组内最高磁场超过27.5T,远超原设计目标25T。
该磁体采用14个单饼堆叠结构,外直径140mm,单饼绕制直径30mm,初始运行温度为6K。其核心创新在于实现两项世界纪录:既是全球磁场强度最高的无液氦高温超导磁体,也是磁场强度最高的高温超导绝缘磁体。这一成果标志着我国在高温超导磁约束聚变技术领域达到国际领先水平。
技术突破体现在多个维度。冷量供给系统摒弃传统液氦方案,仅通过一台GM制冷机采用纯导冷方式实现无液氦运行,使辅助系统复杂度降低60%,运行成本下降45%。绝缘结构设计方面,研发团队攻克极高磁场下的导体绝缘工艺,采用新型绝缘方案后,励磁速度较无绝缘磁体提升3倍,从零励磁至20T仅需16分钟,显著缩短实验准备周期。
该磁体首次将绝缘结构与无液氦技术结合应用于20T以上高温超导磁体,解决了无绝缘磁体普遍存在的磁场变化滞后问题。这种技术融合使磁体在保持高磁场强度的同时,磁场均匀性达到0.1ppm级别,满足核磁共振(NMR)等精密仪器的严苛要求。
在应用场景拓展方面,该磁体将首先部署于能量奇点自主研发的高温超导材料生产与性能测试平台。其绝缘结构设计带来的快速响应特性,使其在综合物性测量系统(PPMS)等需要动态磁场调节的领域具有独特优势。据测算,该技术可使相关科研设备的实验效率提升40%以上。
此次突破不仅巩固了能量奇点在高温超导磁体技术的领先地位,更为可控核聚变等前沿领域提供了关键装备支撑。与传统磁体相比,新型磁体在相同体积下磁场强度提升30%,能耗降低50%,为紧凑型聚变装置研发开辟了新路径。目前研发团队正着手推进磁体系统的工程化应用,预计将在2025年前完成首台套商业化设备交付。











