重大突破！我國成功研制全超導磁體，相當于地磁場的70多萬倍

近日，據官媒消息，我國在科研團隊依托國家重大科技基礎設施——綜合極端條件實驗裝置，在保持磁體口徑35毫米不變的條件下，成功研制出中心磁場強度達35.6特斯拉的全超導用戶磁體。

這一強度相當于地球磁場強度的70多萬倍，刷新了全超導用戶磁體的現有世界紀錄。值得關注的是，保持磁體口徑35毫米不變的條件，是目前全球物質科學研究領域唯一能提供30特斯拉以上穩態磁場的全超導用戶磁體系統。

此次成果由中國科學院電工研究所負責設計制造，中國科學院物理研究所攻克了健康監測等關鍵技術難題。

什么是全超導磁體？

全超導磁體的研制是一項集材料科學、低溫物理、精密工程于一體的尖端挑戰，其難度堪稱“沖擊地表最強”。

首先，它對磁場強度、穩定度、均勻度、有效口徑及長期運行可靠性等核心指標有著近乎苛刻的要求。在極高場強下，磁體內部會產生巨大的電磁力和機械應力，極易導致線圈失穩或損壞。

此前，美國、日本等國的超導磁體在沖擊峰值時都曾因“失超”（失去超導性）或熱管理問題而失敗，日本的磁體甚至因此燒毀。

其次，全超導磁體技術壁壘極高。研制涉及高溫超導內插磁體與低溫超導磁體的精準同軸嵌套，需要運用多物理場協同優化方法和高應力調控工藝，以解決低溫高場下的應力集中與屏蔽電流效應等世界性難題。

很顯然，科研團隊在材料、結構和工藝上持續優化，從2023年實現30特斯拉，到如今提升至35.6特斯拉，每一步都凝聚著巨大的創新。正如科研團隊所言，他們以“不畏挑戰”、“先干再說”的精神，在無人看好的情況下堅持攻關，最終實現了關鍵材料、工藝與制備的100%自主可控。

全超導磁體有什么用？

首先，強磁場是揭示量子現象、新材料特性及物質微觀結構的關鍵工具。

在前沿科學方面，這臺創紀錄的磁體部署于北京懷柔科學城的綜合極端條件實驗裝置內，可與極低溫、超高壓等極端條件協同，為物質科學、生命科學、核聚變能源等前沿探索提供前所未有的強大實驗平臺。

在高端醫療裝備領域，全超導磁體是磁共振成像（MRI）設備的核心。更高場強的超導磁體能夠實現更高分辨率、更快成像速度的多核成像（如鈉、磷核），對帕金森病、阿爾茨海默病及惡性腫瘤的早期診斷和腦科學研究具有革命性意義。團隊此前已成功研制出亞洲首臺9.4T人體全身成像磁共振磁體系統。

在能源與交通領域，全超導磁體是磁約束核聚變裝置（如ITER）實現等離子體穩定約束的關鍵，關乎未來清潔能源的獲取。

此外，全超導磁體具有能耗極低、磁場強且穩定的特性，也是下一代磁懸浮列車實現高速、高效、低噪音運行的核心基礎。

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