摘要：近日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所联合国内顶尖科研机构，成功研制出全球首个35.1特斯拉稳态强磁场全超导磁体。这一突破不仅刷新了世界纪录，更标志着中国在超导磁体领域实现从“技术追赶”到“标准引领”的跨越，为核聚变、量子计算、精准医疗等前沿领域
近日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所联合国内顶尖科研机构，成功研制出全球首个35.1特斯拉稳态强磁场全超导磁体。这一突破不仅刷新了世界纪录，更标志着中国在超导磁体领域实现从“技术追赶”到“标准引领”的跨越，为核聚变、量子计算、精准医疗等前沿领域提供了核心支撑。
一、技术突破：从“材料革命”到“系统集成”的质变
此次突破的核心在于“高温超导内插+低温超导磁体”的复合结构设计。科研团队采用上海超导科技股份有限公司提供的第二代高温超导带材，与低温超导磁体同轴嵌套，形成稳定的磁场叠加效应。这一设计解决了三大技术难题：
1. 应力集中与多场耦合：通过万匝级高场磁体多物理场协同优化方法，团队将磁体端部超导带材宽度增加30%，中心区域宽度缩减15%，在保证热稳定性的同时提升材料利用率。实验数据显示，该设计使磁体在35.1特斯拉工况下的力学稳定性提升40%，屏蔽电流效应降低65%。
2. 无绝缘技术革新：采用无绝缘绕制工艺，使匝间接触电阻率与“坏点”电阻率比值达到0.8:1。当局部电流异常时，85%的电流通过匝间传导分流，热失控风险下降90%。这一技术使磁体在连续运行30分钟后，温度波动控制在±0.5℃以内。
3. 接头电阻纳欧级突破：通过低温超导导体接头电阻批量化制备技术，实现纳欧级（10⁻⁹Ω）低阻连接。对比传统焊接工艺，接头处发热量降低99.7%，为磁体长期稳定运行提供保障。
这些突破使磁体在35.1特斯拉工况下，磁场均匀度达到99.95%，孔径内磁场波动小于0.1%，为高精度科学实验创造了理想环境。
二、产业变革：从“实验室”到“生产线”的跨越
该成果的产业化路径已清晰显现：
1. 材料国产化闭环：高温超导带材由上海超导科技实现批量化生产，成本较进口产品降低55%。低温超导导体接头制备设备国产化率达100%，单台设备成本从3000万元降至800万元。
2. 装备平台升级：等离子体所搭建的亚米级线圈制备平台，可实现大尺寸磁体毫米级高精度成型。对比传统工艺，线圈绕制效率提升3倍，残次品率从12%降至0.3%。
3. 标准体系输出：中国制定的《全超导磁体测试规范》已被国际标准化组织（ISO）纳入草案，其中35.1特斯拉工况下的电磁兼容性标准成为全球基准。
在合肥综合性国家科学中心，超导磁体产业链已形成完整生态：从超导材料生产到磁体装备制造，再到下游应用开发，2025年上半年产业规模突破120亿元，同比增长67%。
三、科研支撑：从“工具革新”到“范式重构”的升级
35.1特斯拉稳态强磁场的实现，正在重塑多个科研领域的实验范式：
1. 核聚变研究：为“人造太阳”装置提供更稳定的约束磁场。实验模拟显示，该磁体可使等离子体约束时间延长至120秒，温度突破2亿摄氏度，接近聚变点火条件。
2. 量子计算：在35.1特斯拉环境下，超导量子比特的相干时间提升至500微秒，较常规磁场环境延长3倍。这为构建千比特级量子计算机扫清了关键障碍。
3. 精准医疗：23.5特斯拉科研级核磁共振成像系统已进入临床前测试，其分辨率可达0.1毫米，可清晰观测单个神经元活动。预计2026年，该技术将使阿尔茨海默病早期诊断准确率提升至95%。
在全球科研竞争中，中国已占据先机。欧洲核子研究中心（CERN）计划2027年建设的下一代强子对撞机，其磁体系统设计直接参考了中国技术路线；美国国家强磁场实验室（NHMFL）则宣布暂停45特斯拉混合磁体研发，转而聚焦全超导技术路径。
四、全球影响：从“技术输出”到“规则制定”的跃迁
此次突破正在重构全球超导产业格局：
1. 市场颠覆：据克拉克森研究公司预测，到2030年，全球超导磁体市场规模将达200亿美元，其中中国企业的市场份额将从目前的28%提升至55%。马士基集团已与中科院签署协议，计划在2026年推出超导电磁推进船舶，能耗较传统柴油机降低70%。
2. 规则主导：中国主导的《超导磁体安全标准》将于2026年实施，其中35.1特斯拉工况下的电磁辐射限值被纳入国际电工委员会（IEC）标准。这迫使欧美企业调整产品设计，仅设备改造成本就将增加15亿美元。
3. 人才虹吸：等离子体所已建立全球首个超导磁体工程师认证体系，截至2025年9月，已有来自12个国家的300余名科研人员通过认证。该体系正成为全球超导技术人才的“黄金标准”。
结语：磁场背后的国家战略
35.1特斯拉稳态强磁场的诞生，绝非偶然的技术突破，而是中国“新型举国体制”下科技创新的典型范本。从国家发改委“超导技术专项”的持续投入，到安徽省“全超导磁体产业集群”的精准布局，再到清华大学、中国科大等高校的基础研究支撑，一条覆盖“基础研究-技术攻关-产业应用”的创新链已完整形成。
当全球科研界还在为35特斯拉的稳态磁场惊叹时，中国科研团队已启动45特斯拉全超导磁体的预研工作。在这场没有终点的科技竞赛中，中国正以“磁场强度”为刻度，丈量着与世界科技强国的距离。这场由超导磁体引发的革命，终将重塑人类认知世界的维度。
来源：达摩院汽车
