科技日報記者 陸成寬
記者27日從中國科學院獲悉，依托國家重大科技基礎設施“綜合極端條件實驗裝置”，我國科研人員成功研制出中心磁場達35.6特斯拉的全超導用戶磁體，打破美國國家強磁場實驗室創造的32特斯拉世界紀錄。該磁體是全球唯一能提供30特斯拉以上磁場的全超導用戶實驗磁體，可為國內外科研團隊提供極端強磁場實驗條件，其最高磁場是地球磁場的70多萬倍，顯著提升了我國強磁場物質科學研究實力。
強磁場是探索科學前沿的一種極端實驗條件，在發現新現象、催生新技術方面具有不可替代的作用。強磁場超導磁體是一種在極低溫下運行的裝置，具有零電阻、強磁場、高穩定和低能耗的特性，是支撐大科學裝置、高端醫療、國防等關鍵領域的核心設備。所謂用戶磁體，是向外部團隊開放的共享實驗型磁體。
“然而，強磁場超導磁體研制過程涉及多學科交叉，工程上面臨諸多瓶頸，對磁場強度、穩定性、均勻度等指標要求極高。同時，制造磁體所需的高溫超導材料存在各向異性強、尺寸精度控制難等問題，這些都極大地增加了磁體設計和制造的難度。”中國科學院電工研究所王秋良院士說。
在此次攻關中，中國科學院電工所、物理所發揮各自專長，協同攻關，電工所團隊在磁體設計與建造方面取得關鍵核心技術突破，物理所團隊則攻克了極端條件下的精密測量與系統集成等難題，最終實現了全超導磁體性能的跨越式提升。
值得關注的是，該用戶磁體將為科研人員探索微觀世界規律、推動基礎研究和高端裝備制造提供關鍵支撐。“例如，在材料科學中，強磁場可幫助揭示新型超導材料的特性；在生命科學領域，能為蛋白質結構解析提供更精準的實驗條件。”中國科學院物理所研究員雒建林舉例道。
針對公眾關心的成本與普及性問題，雒建林表示，全超導磁體因零電阻特性，運行成本遠低于傳統電阻磁體。同時，該磁體的可用孔徑為35毫米，能滿足核磁共振、材料比熱測量等大部分實驗需求。
“電工所與物理所團隊未來將繼續合作，朝著40特斯拉乃至更高的磁場目標邁進，并致力于擴大磁體孔徑、降低運行成本，讓這一國之重器能支撐更廣泛的研究與應用，持續鞏固我國在強磁場技術領域的領先地位。”王秋良說。
（中國科學院供圖）
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