中科院電工所研制出27.2T世界第二高磁場超導(dǎo)磁體
近日,中國科學(xué)院電工研究所超導(dǎo)磁體及強(qiáng)磁場應(yīng)用研究部王秋良團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的高溫內(nèi)插磁體技術(shù)研制的超導(dǎo)磁體產(chǎn)生了27.2T的中心磁場,這是由全超導(dǎo)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。
超導(dǎo)磁體測試曲線 與其它高溫超導(dǎo)帶材制作的內(nèi)插超導(dǎo)磁體相比,REBCO超導(dǎo)體因其抗拉伸強(qiáng)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(dǎo)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(yīng)力集中可能會(huì)出現(xiàn)分層的現(xiàn)象,導(dǎo)致磁體損傷,不能穩(wěn)定運(yùn)行。 王秋良團(tuán)隊(duì)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(yīng)力集中問題,相繼采用特制的綁扎裝置對磁體外層導(dǎo)線予以保護(hù),調(diào)整內(nèi)插磁體線圈的分層結(jié)構(gòu)降低REBCO導(dǎo)線上的應(yīng)力水平,并利用分級設(shè)計(jì)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(yùn)行裕度得以大幅提高。自2017年5月11日獲得25.7T全超導(dǎo)磁體,使我國成為世界上第四個(gè)實(shí)現(xiàn)25T以上全超導(dǎo)磁體技術(shù)的國家后,此次研制的高磁場超導(dǎo)磁體經(jīng)液氦條件測試,內(nèi)插線圈運(yùn)行電流達(dá)到169.2A時(shí),在15T的超導(dǎo)背場中產(chǎn)生了12.2T的中心磁場,實(shí)現(xiàn)了27.2T全超導(dǎo)磁體的穩(wěn)定運(yùn)行。這也是目前超導(dǎo)磁體穩(wěn)定運(yùn)行的最高磁場。 27.2T極高場全超導(dǎo)磁場的實(shí)現(xiàn),標(biāo)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(xué)裝置和GHz級別的譜儀磁體奠定了基礎(chǔ)。 此項(xiàng)目獲得了中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目“極端物理條件的超導(dǎo)強(qiáng)磁裝備的基礎(chǔ)研究”,以及國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“高磁場內(nèi)插多場耦合與臨界參量退化機(jī)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(yīng)力集中問題研究”的資助。 |