相当于地磁场的70多万倍！我国研制出35.6特斯拉全超导磁体
科技日报记者 陆成宽
记者27日从中国科学院获悉，依托国家重大科技基础设施“综合极端条件实验装置”，我国科研人员成功研制出中心磁场达35.6特斯拉的全超导用户磁体，打破美国国家强磁场实验室创造的32特斯拉世界纪录。该磁体是全球唯一能提供30特斯拉以上磁场的全超导用户实验磁体，可为国内外科研团队提供极端强磁场实验条件，其最高磁场是地球磁场的70多万倍，显著提升了我国强磁场物质科学研究实力。
强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件，在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用。强磁场超导磁体是一种在极低温下运行的装置，具有零电阻、强磁场、高稳定和低能耗的特性，是支撑大科学装置、高端医疗、国防等关键领域的核心设备。所谓用户磁体，是向外部团队开放的共享实验型磁体。
“然而，强磁场超导磁体研制过程涉及多学科交叉，工程上面临诸多瓶颈，对磁场强度、稳定性、均匀度等指标要求极高。同时，制造磁体所需的高温超导材料存在各向异性强、尺寸精度控制难等问题，这些都极大地增加了磁体设计和制造的难度。”中国科学院电工研究所王秋良院士说。
在此次攻关中，中国科学院电工所、物理所发挥各自专长，协同攻关，电工所团队在磁体设计与建造方面取得关键核心技术突破，物理所团队则攻克了极端条件下的精密测量与系统集成等难题，最终实现了全超导磁体性能的跨越式提升。
值得关注的是，该用户磁体将为科研人员探索微观世界规律、推动基础研究和高端装备制造提供关键支撑。“例如，在材料科学中，强磁场可帮助揭示新型超导材料的特性；在生命科学领域，能为蛋白质结构解析提供更精准的实验条件。”中国科学院物理所研究员雒建林举例道。
针对公众关心的成本与普及性问题，雒建林表示，全超导磁体因零电阻特性，运行成本远低于传统电阻磁体。同时，该磁体的可用孔径为35毫米，能满足核磁共振、材料比热测量等大部分实验需求。
“电工所与物理所团队未来将继续合作，朝着40特斯拉乃至更高的磁场目标迈进，并致力于扩大磁体孔径、降低运行成本，让这一国之重器能支撑更广泛的研究与应用，持续巩固我国在强磁场技术领域的领先地位。”王秋良说。
（中国科学院供图）