科技日报讯(记者李大庆)我国科学家采用自主研发的高温内插磁体技术研制的超导磁体,于近日成功产生了27.2 T(特斯拉)的中心磁场,这是由全超导磁体产生的世界第二高磁场。它表明我国高磁场内插磁体技术已达到世界一流水平。
一般低温超导磁体产生的磁场相对较低。为了能够获取高强磁场,科学家在低温超导磁体的同轴结构中间插入高温超导磁体,使其能够产生超高磁场。科学家制作高温超导磁体使用的是稀土钡铜氧(REBCO)带材,它具有抗拉伸强度高和高磁场下通超大电流能力强的优点。但它也存在着在极高磁场条件下由于应力集中可能会出现分层的现象,导致磁体不能稳定运行。
中科院电工研究所王秋良团队针对REBCO极高场内插磁体的应力集中问题,采用特制的绑扎装置对磁体外层导线予以保护,增加内插磁体线圈的分层结构以降低REBCO导线上的应力水平,并利用分级设计的方式提高内插磁体的稳定性。
此次研制的高磁场超导磁体经液氦条件测试,内插线圈运行电流达到169.2 安培时,在15T的超导背场中产生了12.2 T的中心磁场,实现了27.2T全超导磁体的稳定运行。这也是目前超导磁体稳定运行的最高磁场。
专家指出,27.2T极高场全超导磁场的实现,标志着我国高场内插磁体技术已经处于世界一流水平,为后续研制30T高磁场科学装置和千兆赫兹级别的谱仪磁体奠定了基础。
据了解,此项研究是针对国家大科学工程综合极端条件实验装置中的“极低温强磁场量子震荡测量子系统”而做的前期预研。此项目的实施有望提升我国在极端物理条件的实验装置水平,为凝聚态物理、高性能材料等基础科学研究提供技术保障。