科學家完成鐵基超導線圈在高場下的試驗驗證

2008年發現的鐵基超導材料，由於其具有較高的超導臨界轉變溫度（可達56 K）、極高的上臨界場（理論預計大於200 T），以及較小的各向異性，被《科學》雜誌譽為目前最有發展前景的新型高溫超導體之一，在高磁場應用領域具有獨特的優勢。

2018年，中國科學院戰略先導專項（B類）「下一代高場超導磁體關鍵科學與技術」正式立項，專項建立了跨學科協同創新團隊，開展從超導機理、線材製備、磁體技術到示範應用的系統、原創性研究，以突破高場超導磁體技術發展的瓶頸，大幅度降低其製作複雜度及成本。

在專項的支持下，中科院電工研究所馬衍偉團隊與中科院高能物理研究所徐慶金團隊通力合作，研製出基於多芯鐵基超導線材的高場內插超導線圈。在中科院合肥物質科學研究院24T背景磁場下的測試結果表明，線圈成功實現超導態且具有較高的載流性能（如圖所示），首次驗證了鐵基超導材料在高場領域應用的可行性，為性能更高、製作工藝簡單的下一代高場超導磁體技術開創了一條可行的新路徑。這是鐵基超導材料應用研究繼2016年馬衍偉團隊研製出首根百米級鐵基超導帶材後的又一進展。相關研究成果以Letter形式發表在《超導科技》上（Supercond. Sci. Technol., 32 (2019) 04LT01）。專項團隊將以此為基礎，在後面的五年中繼續大幅度提升鐵基超導線材的載流性能，同時強化其機械及電磁性能，完成鐵基超導高場磁體關鍵技術的探索及示範驗證。

性價比大幅度提升的下一代高場超導磁體技術，未來不僅可應用於粒子加速器及可控核聚變等大科學工程項目，在能源、醫療、電力、交通等民生領域也將有著更廣泛的應用。

圖：鐵基超導線圈0-24T(特斯拉)下載流性能與背景場關係

來源：中國科學院電工研究所、中國科學院高能物理研究所、中國科學院前沿科學與教育局

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