中國超導磁鐵達到 351,000 gauss,創造世界紀錄

中國研究人員在超導技術方面達成了一項新的里程碑。最近,他們宣佈成功產生了一個穩定的磁場,達到 351,000 高斯,這是通過完全超導的磁體實現的。這一成就打破了之前 323,500 高斯的世界紀錄,顯示了中國在先進磁技術方面的顯著進展。這個磁體是由中國科學院合肥 plasma 物理研究所(ASIPP)在安徽省合肥市開發的,該項目還涉及合肥國際應用超導中心、合肥綜合國家科學中心能源研究所及清華大學等多個機構。

與此相比,地球本身作為一個巨大磁體,生成的地磁場僅約 0.5 高斯。這意味著新達成的磁場強度超過地球自然磁場的 700,000 倍。這一突破的重要性不言而喻,根據研究團隊的說法,這一發展將有助於加速先進超導科學儀器的商業化。例如,核磁共振光譜儀在醫學成像和化學分析等領域得到廣泛應用。除了這些應用外,這個磁體還為幾個尖端領域提供了關鍵的技術支持,包括核聚變磁系統、空間電磁推進、超導感應加熱、磁懸浮技術和高效電力傳輸系統。每一個這些領域都需要極其強大且穩定的磁場才能有效運行。

ASIPP 的研究員劉芳解釋道,該磁體採用了高溫超導插入線圈技術,並與低溫超導磁體同心嵌套,以確保在極端條件下的穩定性。在達到創紀錄的性能之前,團隊面臨了幾個工程挑戰。他們必須解決在低溫和高場環境下出現的應力集中、屏蔽電流效應以及多場耦合效應等問題。通過克服這些困難,研究人員顯著提高了磁體的機械穩定性和電磁性能。新的設計確保系統在長時間運行中保持穩定,而不會損失性能。

在測試運行中,該磁體被激活至 35.1 特斯拉,並穩定運行了 30 分鐘。然後它被安全去磁,這證明了新方法的可靠性。這次演示確認了該技術可以在苛刻條件下進行長時間使用。超導磁體是磁約束核聚變裝置的重要組成部分。這些裝置利用強大的磁場形成「磁籠」,在極高的溫度下限制等離子體,使持續的核聚變反應成為可能。ASIPP 在核聚變研究方面已有多年的深厚積累,並已在中國實現了超導材料、裝置及系統的全面本地化,減少了對進口的依賴。

作為參與國際熱核實驗爐(ITER)計畫的主要中國單位,ASIPP 負責多個關鍵組件的研發,包括超導體、修正線圈和磁體供電系統,這些將支撐全球最大的核聚變實驗。這一新的超導磁體性能紀錄不僅加強了中國在全球核聚變研究中的角色,還為新一代技術的發展開啟了新的大門。隨著技術的進一步發展,未來有望在更多的應用領域看到超導技術的廣泛應用,從而推動科學和工程的進一步突破。


Henderson
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