摘要: 磁体磁场强弱的评估需要在相同的磁场持续时间以及相同的应用场景下进行。脉冲磁体可以在极短的时间内将能量释放，从而产生高达70~100特斯拉(Tesla, T)的磁场，但这种高磁场持续时间极为短暂，仅在毫秒量级。如果需要更长的磁场持续时间，那么磁场强弱的评价标准也要有所降低。针对不同应用场景的磁体，受到磁体孔径、磁体长度等因素的限制，它们目前所能达到的磁场强度也存在显著的差异。对于医学中的磁共振成像系统(MRI)，目前已经完成人体成像的最高系统主磁场为11.7T ；然而，对于科研中使用的核磁共振成像系统，目前已经实现商业化的系统主磁场已经可以达到 23.5 T 了。为了产生强度更高的具有较长持续时间的磁场，目前主要的技术路线有两种，一种是采用常规-超导混合磁体，另一种则是采用全超导磁体。值得骄傲的是，中国在这两种技术路线上都处在世界领先地位。中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心设计制造的水冷(电阻式)-超导混合磁体，最高可以产生45.22 T的磁场；中国科学院电工研究所使用低温超导材料和高温超导材料建造的全超导磁体，最高磁场为32.35 T，相当于地球磁场的65万倍。尽管目前全超导磁体的最高磁场记录低于水冷-超导混合磁体，但是全超导磁体是未来实现高强度、高稳定性磁场更有吸引力的技术手段。由于超导磁体在正常运行时电阻等于零，一方面可采用超导接头技术，使得线圈脱离电源实现闭环运行，从而消除电源稳定性对磁场的影响；另一方面，由于基本没有焦耳热产生，所以正常运行时不存在散热问题。然而对于常规电阻型磁体而言，当线圈电流较大时，其内部将产生大量焦耳热，如果产生的焦耳热无法被及时散出，将有可能导致磁体的热失控。相比之下，长时间运行工况时，超导磁体能够承载更多的电流，从而具有产生更高磁场的潜力。