近日，中國科學院電工研究所超導磁體及強磁場應用研究部王秋良團隊采用自主研發(fā)的高溫內(nèi)插磁體技術(shù)研制的超導磁體產(chǎn)生了27.2T的中心磁場，這是由全超導磁體產(chǎn)生的世界第二高磁場。第一高磁場由日本理化技術(shù)研究所于2016年1月創(chuàng)造，測試結(jié)果為27.6T。

與其它高溫超導帶材制作的內(nèi)插超導磁體相比，REBCO超導體因其抗拉伸強度高和高磁場下優(yōu)異的載流特性，使得它適宜于繞制極高場超導磁體，但ReBCO帶材的結(jié)構(gòu)是層狀的，在極高場條件下由于應力集中可能會出現(xiàn)分層的現(xiàn)象，導致磁體損傷，不能穩(wěn)定運行。

王秋良團隊致力于研究極高場內(nèi)插磁體技術(shù)研究。針對ReBCO極高場內(nèi)插磁體的應力集中問題，相繼采用特制的綁扎裝置對磁體外層導線予以保護，調(diào)整內(nèi)插磁體線圈的分層結(jié)構(gòu)降低REBCO導線上的應力水平，并利用分級設(shè)計的方式提高內(nèi)插磁體的安全裕度等技術(shù)方式，使內(nèi)插磁體的運行裕度得以大幅提高。自2017年5月11日獲得25.7T全超導磁體，使我國成為世界上第四個實現(xiàn)25T以上全超導磁體技術(shù)的國家后，此次研制的高磁場超導磁體經(jīng)液氦條件測試，內(nèi)插線圈運行電流達到169.2A時，在15T的超導背場中產(chǎn)生了12.2T的中心磁場，實現(xiàn)了27.2T全超導磁體的穩(wěn)定運行。這也是目前超導磁體穩(wěn)定運行的最高磁場。

27.2T極高場全超導磁場的實現(xiàn)，標志著我國高場內(nèi)插磁體技術(shù)已處于世界一流水平，為后續(xù)研制30T高場科學裝置和GHz級別的譜儀磁體奠定了基礎(chǔ)。

此項目獲得了中科院前沿科學重點研究項目“極端物理條件的超導強磁裝備的基礎(chǔ)研究”，以及國家自然科學基金面上項目“高磁場內(nèi)插多場耦合與臨界參量退化機理研究”和“極高場無絕緣內(nèi)插REBCO線圈失超后性能退化及應力集中問題研究”的資助。

超導磁體測試曲線