科学家研制出世界最高磁场超导磁体

　　正在实验室测试的高磁场全超导磁体（位于液氮罐体中）中科院电工所供图

　　中国科学报讯12月6日，《中国科学报》记者从中国科学院电工研究所获悉，该所研究员、中国科学院院士王秋良团队采用自主研发的高温内插磁体技术，研制出了中心磁场高达32.35特斯拉（T）的全超导磁体。该磁体打破了2017年12月由美国国家强磁场实验室创造的32.0T超导磁体的世界纪录，标志着我国高场内插磁体技术已经达到世界领先水平。

　　据介绍，低温超导磁体产生的磁场强度上限为23.0T左右。该团队采用高低温混合超导磁体的方式建造磁体，即在低温超导磁体的同轴结构内部插入高温超导磁体，利用高温超导带材抗拉伸强度高、高磁场下载流密度大的优点，产生了23.0T以上的中心磁场。

　　目前，高温内插磁体普遍采用稀土钡铜氧（REBCO）带材，但层状结构的REBCO带材存在层间结合力弱、在极高磁场条件下易被巨大的电磁应力拉扯分层的问题，严重制约磁体运行的稳定性。如何在设计理论和关键工艺上实现突破成为解决这一问题的关键。

　　此次研究团队在建立完善高场内插磁体电磁—机械设计理论与方法的基础上，设计并建造了全新的超导线圈和支撑结构，提高了线圈的整体工程电流密度和局部安全裕度，并采用轴向弹性支撑结构和绑扎装置，提高了超导接头抵抗局部拉应力集中的能力。通过这些改进措施，极高场内插磁体的电磁安全裕度和应力安全裕度都得到大幅提高 。（郑金武）