科学家研制大口径十字交叉温孔高场超导磁体

日前，记者从中国科学院电气工程研究所了解到，该所超导磁体及强磁场应用研究部在国家重大基础科学设施“稳态强磁场装置”项目的支持下，成功研制出国内首个大口径“跨温孔”强磁场超导磁体系统，可在水平和垂直方向的“跨温孔”(直径100毫米)内产生8-10吨的恒定磁场。

据介绍，具有“交叉温度孔”结构的超导磁体为电磁结构，分裂间隙为134毫米，线圈中的最大磁场为13.5吨，分裂间隙中线圈间的电磁吸引力可达235吨。为了克服大分裂间隙中超导线圈的巨大电磁力对超导性能的影响，对超导磁体的机械结构和传热结构进行了优化，得到了最优的电磁-应力-传热结构一体化设计方案。整个超导磁体系统的冷却负荷高达1吨，采用传导冷却技术成功地将大体积复杂结构的冷却负荷温度降低到3.8 K超低温，保证了超导磁体系统的稳定运行，摆脱了超导磁体系统对液氦、液氮等的依赖。

研究人员指出，具有“交叉温度孔”结构的大口径高磁场超导磁体不仅可以为用户提供更大的强磁场应用空间，而且为实时观察样品测试过程提供条件，广泛应用于材料加工、磁光和磁化学领域的探索和研究。

几天前，系统通过了专家组的测试和验收，各项指标均达到了设计要求。中国科学院电气工程研究所研制成功的大直径“跨温孔”高磁场超导磁体系统，标志着中国设计制造复杂结构高磁场超导磁体的技术已进入国际先进行列。