我國穩態(tài)強磁場(chǎng)刷新水冷磁體世界紀錄

9月22日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強磁場(chǎng)科學(xué)中心自主研制的水冷磁體產(chǎn)生了42.02萬(wàn)高斯(即42.02特斯拉)的穩態(tài)磁場(chǎng)，打破了2017年由美國國家強磁場(chǎng)實(shí)驗室水冷磁體產(chǎn)生的41.4萬(wàn)高斯的世界紀錄，成為國際強磁場(chǎng)水冷磁體技術(shù)發(fā)展新的里程碑。這也是穩態(tài)強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置繼2022年混合磁體成功創(chuàng )造45.22萬(wàn)高斯的世界穩態(tài)磁場(chǎng)紀錄之后，取得的又一項重大技術(shù)突破。

  穩態(tài)強磁場(chǎng)是物質(zhì)科學(xué)研究需要的一種極端實(shí)驗條件，是推動(dòng)重大科學(xué)發(fā)現的“利器”。幾十年來(lái)，全球科學(xué)家在穩態(tài)強磁場(chǎng)條件下的科學(xué)研究取得了許多重大科研成果，先后有十多項科研成果獲得諾貝爾獎。目前國際上有五大穩態(tài)強磁場(chǎng)實(shí)驗室，分布于美國、法國、荷蘭、日本和中國合肥科學(xué)島。穩態(tài)強磁場(chǎng)磁體分為三種類(lèi)型，即水冷磁體、超導磁體以及由水冷磁體和超導磁體組合的混合磁體。水冷磁體是科學(xué)家們最早使用的磁體類(lèi)型，擁有磁場(chǎng)調控靈活快捷，且具有能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)強度迄今遠高于超導磁體的優(yōu)勢，為物質(zhì)科學(xué)研究提供了可靠和高效的實(shí)驗條件。

在中國科學(xué)院和安徽省聯(lián)合科研攻關(guān)項目的支持下，經(jīng)過(guò)近四年的不懈努力，強磁場(chǎng)技術(shù)研究團隊創(chuàng )新了磁體結構、優(yōu)化了制造工藝，最終在32.3兆瓦的電源功率下產(chǎn)生42.02萬(wàn)高斯的穩態(tài)磁場(chǎng)，標志著(zhù)我國乃至世界強磁場(chǎng)水冷磁體技術(shù)發(fā)展的新高峰。這一磁體的研制成功不僅更好地滿(mǎn)足了科研用戶(hù)對快捷調控的穩態(tài)強磁場(chǎng)的實(shí)際需求，為科學(xué)家們探索新現象、揭示新規律提供了強大的實(shí)驗條件，更為我國建設更高場(chǎng)強的穩態(tài)磁體奠定了一項關(guān)鍵技術(shù)基礎。

強磁場(chǎng)科學(xué)中心學(xué)術(shù)主任匡光力研究員將穩態(tài)強磁場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展形象地比作乒乓球賽場(chǎng)上的競技，“水冷磁體、超導磁體都是‘單打高手’，混合磁體是‘混雙組合’，2022年我們曾以綜合優(yōu)勢問(wèn)鼎混雙冠軍，今天我們在這一領(lǐng)域又有了新的突破，拿下了一項‘單打冠軍’。”

國家重大科技基礎設施穩態(tài)強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置2010年開(kāi)始“邊建設、邊運行”，2017年全部建成投入全面運行。截至2023年底，裝置已經(jīng)運行超過(guò)60萬(wàn)個(gè)機時(shí)，為國內外197家單位提供了實(shí)驗條件。裝置用戶(hù)在物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、藥物學(xué)、工程技術(shù)等領(lǐng)域開(kāi)展了超過(guò)3000項課題的前沿研究，取得了一系列重大科技成果。