【环球时报记者 冷舒眉 梁睿】中国各大医疗机构目前均可便捷开展核磁共振高端影像检查，不过十多年前我国百万人口磁共振设备保有量，不及美日等国的1/10，核心磁体部件是差距主要根源之一。中国的相关研究团队是如何打破国外技术垄断的？随着超导材料等新型材料研发应用纳入“十五五”规划，相关技术的成果与应用又将如何惠及普通民众？中国科学院院士、中国科学院电工研究所研究员王秋良团队近日在接受《环球时报》记者专访时介绍了国产超导磁体技术的攻关历程以及后续的发展前景。
奋力追赶，打破垄断
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上世纪80年代，三大国际医疗巨头率先完成超导磁体量产，长期垄断全球市场。中国团队研发超导磁体，既要补齐技术、资金短板，更要冲破行业垄断壁垒。
在这样的背景下，王秋良团队毅然接手啃下这块“硬骨头”的任务。2009年，在研判国际磁共振成像市场格局与技术发展走向后，王秋良团队摒弃国外大公司常规的技术发展路线，确定创新研发超导-铁轭相结合的开放式磁体。
据介绍，超导-铁轭开放式磁体技术难度极高，对开放区域内复杂电磁作用力的稳定控制，是行业公认难题。王秋良对《环球时报》记者表示，团队先后迭代五代样机，攻克应力平衡、低温控温等多项关键技术，创新采用超导-铁磁电磁力自平衡方案，于2015年成功研制出我国首台0.7T（磁场强度单位）开放式超导磁共振成像系统，相关技术属国际首创。
据电工研究所副研究员王晖介绍，2015-2017年期间，依托优异的性能与价格比，国产产品逐步取代外资品牌，实现国内超导磁体自主供给。2018年起，国产1.5T磁体产品打入国际市场，现已远销印度、俄罗斯、尼日利亚等10余个国家。国产技术的崛起，也迫使通用电气、西门子等国际巨头下调在华设备售价。
同时，科研团队攻关近十年，于2019年底成功研制出9.4T超高场人体全身成像超导磁体，我国也由此成为亚洲第一个掌握该项技术的国家。
据王晖介绍，搭载该磁体的设备成像速度更快、图像分辨率更高，可用于神经科学等前沿科学领域的研究，还可助力帕金森病、阿尔茨海默病的早期诊断，应用前景广阔。该技术要求在800毫米孔径内，提供高均匀性和高稳定性的强磁场，研发难度极大，并无成熟经验可供借鉴。
无液氦磁体技术实现反超
据王晖介绍，传统超导磁体必须浸泡在液氦中，维持零下269摄氏度的超低温环境才能稳定运行，对液氦资源高度依赖。氦气是稀缺核心战略资源。受国际形势波动影响，其价格不断飙升，供应不确定性风险持续加剧，已然成为我国科研、医疗等领域发展的制约瓶颈。在此背景下，无液氦超导磁体研发已然成为行业转型升级的必然趋势。
解决了磁体被“卡脖子”的问题之后，为彻底破解液氦依赖的行业痛点，2015年，王秋良团队开始攻关无液氦超导磁体成套核心技术。历经持续研发迭代，目前团队的无液氦技术已经成功落地应用，覆盖0.7T、1.5T、3T等全系列无液氦磁共振成像系统。
《环球时报》记者查看电工研究所公开资料发现，我国自主研发的1.5T无液氦超导磁体已实现规模化量产，设备年均维护成本仅需2万元左右，相较传统设备成本优势极为突出。同时，3T无液氦磁体样机已顺利研制完成，即将迈入产业化落地阶段。值得关注的是，3T无液氦磁体技术为全球首创，目前尚无同类产品，中国是首个攻克该项技术的国家，实现了关键领域的领跑突破。
超导磁体研发将迎关键窗口期
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王秋良表示兰州证券配资服务中心，随着超导材料等新型材料研发应用纳入“十五五”规划，未来将有更多“中国方案”惠及大众。
“超导材料是国家重点布局的前沿战略材料，行业即将迎来技术革新与产业落地的高速发展阶段。在超导磁体研发路线上，我国将遵循低温超导提质增效、高温超导普及应用、室温超导探索攻关的路径稳步前行。一方面持续优化低温超导材料综合性价比，全力攻克液氮温区高温超导实用化技术，逐步降低产业对高价液氦资源的依赖；另一方面长远布局室温超导颠覆性技术研发，逐步完成从液氦依赖、液氮普及到室温超导应用的跨越，从根源上化解我国氦资源匮乏、海外供应受限的产业痛点。”王秋良说，未来5-10年间，医疗领域的无液氦超导磁共振设备，将完成从1.5T向3T、5T、7T等高场强机型的迭代升级。该设备具备多种优势，不仅会从三甲医院逐步下沉至基层医疗机构，还可应用于移动体检、战地医院、舰船诊疗等特殊场景，有效推动医疗资源普惠共享。
据《环球时报》记者了解，除医疗行业外，超导磁体也将在诸多领域规模化落地应用。大科学装置层面，可为可控核聚变、重离子医疗、高能加速器等国家重大工程提供核心支撑保障关键部件自主可控；能源交通领域，超导输电、超导磁悬浮、超导电机等技术陆续落地工程应用，助力“双碳”目标落地。
王秋良表示，“十五五”时期将成为超导磁体技术成熟、成本下降、应用拓宽的关键窗口期。作为新材料、高端装备、生命健康、能源安全多领域融合的核心载体，超导磁体将成为驱动新质生产力发展的重要引擎，推动我国稳居全球超导产业领先地位。
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