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自主路線超導二極磁體場強達到12特斯拉

來源: 中國科學報   日期:2021-06-17  責編: 殷緒江  
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   6月16日,記者從中國科學院高能物理研究所獲悉,該研究所高場超導磁體團隊研制的全國產(chǎn)超導二極實驗磁體,在6月13日結束的新一輪性能測試實驗中取得突破性進展。
   該磁體在4.2開爾文(K,4.2K相當于零下269攝氏度)溫度下兩個孔徑內實現(xiàn)超過12特斯拉(T)磁場強度,達到超導線材臨界性能的85%以上,是目前國際上唯一一個采用不同超導材料組合線圈結構達到12T磁場強度的二極實驗磁體。
   實驗人員介紹,該磁體從結構設計,超導材料、電纜及磁體的制備,到相關的裝備與測試平臺,均基于國內自主技術路線,并實現(xiàn)了完全國產(chǎn)化。
   高場超導磁體提供的強磁場可以實現(xiàn)高能量帶電粒子束流的軌跡及尺寸控制,是基礎物理研究、先進核聚變能源技術以及高能量粒子加速器建設的核心需求。歐洲及美國未來十年高能物理發(fā)展戰(zhàn)略中均把高場超導磁體技術列為優(yōu)先發(fā)展的關鍵核心技術之一。國際及國內正在開展的熱核聚變實驗堆計劃也無一例外地依賴高場超導磁體技術。性能大幅提升的下一代高場超導磁體技術,還有望在高精度醫(yī)療、低損耗電力及交通系統(tǒng)等民生領域得到廣泛的應用,助推我國國民健康的發(fā)展、碳中和目標的實現(xiàn)以及相關高科技產(chǎn)業(yè)群的形成。
   目前,加速器超導磁體的最高場強記錄為歐洲核子研究中心(CERN)保持的16T無孔徑二極實驗磁體,以及美國費米實驗室(Fermilab)2020年創(chuàng)造的14T單孔徑二極實驗磁體。中科院高能所取得的12T雙孔徑性能指標,居于國際前列,是加速器超導磁體自主核心技術發(fā)展的新的里程碑。
   CERN大型強子對撞機高亮度升級(HL-LHC)前項目負責人、現(xiàn)意大利米蘭大學物理系教授Lucio Rossi,CERN 超導磁體及超導材料研究組前負責人Luca Bottura,現(xiàn)負責人Arnaud Devred,以及日本高能加速器研究機構(KEK)超導工學中心前負責人Akira Yamamoto等國際同行發(fā)來賀信,認為該工作“展示了組合線圈結構設計優(yōu)勢的出色成果”,“10特斯拉以上研究領域非常好的進展”,取得了“非常好的成績”等。
   該研究工作得到了中科院戰(zhàn)略先導專項(B類)“下一代高場超導磁體關鍵科學與技術”以及國家重點研發(fā)計劃“變革性技術關鍵科學問題”重點專項的支持。





 

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