作者:倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2021/6/16 21:57:29
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自主路线超导二极磁体场强达到12特斯拉

 

6月16日,记者从中国科学院高能物理研究所获悉,该研究所高场超导磁体团队研制的全国产超导二极实验磁体,在6月13日结束的新一轮性能测试实验中取得突破性进展。

该磁体在4.2开尔文(K,4.2K相当于零下269摄氏度)温度下两个孔径内实现超过12特斯拉(T)磁场强度,达到超导线材临界性能的85%以上,是目前国际上唯一一个采用不同超导材料组合线圈结构达到12T磁场强度的二极实验磁体。

实验人员介绍,该磁体从结构设计,超导材料、电缆及磁体的制备,到相关的装备与测试平台,均基于国内自主技术路线,并实现了完全国产化。

高场超导磁体提供的强磁场可以实现高能量带电粒子束流的轨迹及尺寸控制,是基础物理研究、先进核聚变能源技术以及高能量粒子加速器建设的核心需求。欧洲及美国未来十年高能物理发展战略中均把高场超导磁体技术列为优先发展的关键核心技术之一。国际及国内正在开展的热核聚变实验堆计划也无一例外地依赖高场超导磁体技术。性能大幅提升的下一代高场超导磁体技术,还有望在高精度医疗、低损耗电力及交通系统等民生领域得到广泛的应用,助推我国国民健康的发展、碳中和目标的实现以及相关高科技产业群的形成。

目前,加速器超导磁体的最高场强记录为欧洲核子研究中心(CERN)保持的16T无孔径二极实验磁体,以及美国费米实验室(Fermilab)2020年创造的14T单孔径二极实验磁体。中科院高能所取得的12T双孔径性能指标,居于国际前列,是加速器超导磁体自主核心技术发展的新的里程碑。

CERN大型强子对撞机高亮度升级(HL-LHC)前项目负责人、现意大利米兰大学物理系教授Lucio Rossi,CERN 超导磁体及超导材料研究组前负责人Luca Bottura,现负责人Arnaud Devred,以及日本高能加速器研究机构(KEK)超导工学中心前负责人Akira Yamamoto等国际同行发来贺信,认为该工作“展示了组合线圈结构设计优势的出色成果”,“10特斯拉以上研究领域非常好的进展”,取得了“非常好的成绩”等。

该研究工作得到了中科院战略先导专项(B类)“下一代高场超导磁体关键科学与技术”以及国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项的支持。

 
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