據(jù)悉,中國科學(xué)院電工研究所研究員、中國科學(xué)院院士王秋良團隊采用自主研發(fā)的高溫內(nèi)插磁體技術(shù),研制出了中心磁場高達32.35特斯拉(T)的全超導(dǎo)磁體。該磁體打破了2017年12月由美國國家強磁場實驗室創(chuàng)造的32.0T超導(dǎo)磁體的世界紀(jì)錄,標(biāo)志著我國高場內(nèi)插磁體技術(shù)已經(jīng)達到世界領(lǐng)先水平。 據(jù)介紹,低溫超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的磁場強度上限為23.0T左右。該團隊采用高低溫混合超導(dǎo)磁體的方式建造磁體,即在低溫超導(dǎo)磁體的同軸結(jié)構(gòu)內(nèi)部插入高溫超導(dǎo)磁體,利用高溫超導(dǎo)帶材抗拉伸強度高、高磁場下載流密度大的優(yōu)點,產(chǎn)生了23.0T以上的中心磁場。 目前,高溫內(nèi)插磁體普遍采用稀土鋇銅氧(REBCO)帶材,但層狀結(jié)構(gòu)的REBCO帶材存在層間結(jié)合力弱、在極高磁場條件下易被巨大的電磁應(yīng)力拉扯分層的問題,嚴(yán)重制約磁體運行的穩(wěn)定性。如何在設(shè)計理論和關(guān)鍵工藝上實現(xiàn)突破成為解決這一問題的關(guān)鍵。 此次研究團隊在建立完善高場內(nèi)插磁體電磁—機械設(shè)計理論與方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計并建造了全新的超導(dǎo)線圈和支撐結(jié)構(gòu),提高了線圈的整體工程電流密度和局部安全裕度,并采用軸向彈性支撐結(jié)構(gòu)和綁扎裝置,提高了超導(dǎo)接頭抵抗局部拉應(yīng)力集中的能力。通過這些改進措施,極高場內(nèi)插磁體的電磁安全裕度和應(yīng)力安全裕度都得到大幅提高。 |