我國高強度穩態磁場刷新紀錄 強度相當於太陽黑子磁場3倍

4月16日，中國科學院強磁場科學中心傳來消息：該中心研製的50毫米孔徑5號水冷磁體（WM5）在電流36700安培的條件下，獲得35特斯拉的穩態超強磁場，打破了50毫米孔徑水冷磁體創造磁場的世界紀錄，強度相當於太陽黑子磁場的3倍。這也是我國迄今獲得的最高強度的穩態磁場，距離此前所達到的世界水冷磁體最強磁場紀錄僅有1特斯拉之遙。

強磁場與極低温、超高壓一樣，被列為現代科學實驗最重要的極端條件之一。強度超過5特斯拉的磁場被稱為超強磁場，這類磁場在醫學、生物工程、材料科學、磁約束可控聚變能等多個領域內有着非常重要的作用。而穩態磁場強度隨時間的變化率足夠小，以致於達到在工程上可以忽略的程度。

科研人員在標定磁場

據瞭解，我國科學家脈衝強磁場研究領域取得了不少成就，最大磁場強度已經接近100特斯拉。但與之相比，穩態磁場技術顯得更加複雜。此前，我國主要依靠超導磁體來獲得穩態高磁場，但因為超導磁體材料限制，一般可獲得最高磁場強度為20特斯拉。要獲得更高場強，則需要水冷磁體來實現。

2008年，國家重大科技基礎設施——穩態強磁場實驗裝置落户中科院合肥分院，有傳言稱這一裝置是我國磁約束核聚變國家實驗室的重要部分。中國也成為了除美國、日本、法國、荷蘭之後又一個擁有穩態強磁場水冷磁體裝置的國家。該裝置項目包括五台水冷磁體、四台超導磁體和一台混合磁體。其中水冷磁體全部為強磁場科學中心自主設計、研製。2013年1月，4號水冷磁體試驗成功，在輸入10兆瓦功率下獲得了26.9特斯拉的磁場；同年9月，該磁體獲得了27.5特斯拉的磁場，刷新了單台水冷磁體在10兆瓦功率下達到的最高場強的世界紀錄，我國強磁場水冷磁體技術也達到了世界先進水平。

此次測試的5號水冷磁體孔徑為50毫米，兩組電源供電，與4號水冷磁體相比，通電功率增加了一倍多、磁體孔徑也更大一些，難度更大。除了對磁體本身的設計要求高，還需要考驗磁體工藝、電源系統及水冷系統。強磁場中心的科研人員經過數月的不懈努力，終於在4月16日上午測試成功：在輸入功率25.6兆瓦、電流強度36700安培的條件下，獲得35特斯拉的磁場強度。

5號水冷磁體

據瞭解，此前世界上與5號水冷磁體同類的50毫米磁體獲得的最高穩態磁場強度為31.5特斯拉，5號水冷磁體已經打破了同類磁體創造磁場的世界紀錄；而水冷磁體所能達到的磁場最高紀錄是由美國國家強磁場實驗室創造的，他們在用電輸功率20兆瓦情況下，產生的最高磁場達36特斯拉。