中国科学院が製造したテスラ強磁場が記録を更新しました。
26/12/2025
2025年9月28日、中国科学院合肥物質科学研究院プラズマ物理研究所が開発した全超電導マグネットは、この数値を新たな世界基準として固定しました。これは実験室での偶然のブレークスルーではなく、中国が超高磁場超電導技術分野において全面的なリーダーシップを実現したマイルストーンです——コア材料から製造プロセスまで、100%自律的に制御可能です。
数字だけではなく、素材と工学の限界を突破するものです。
超伝導マグネットの世界では、テスラは磁場強度を測る基本単位であり、定常状態は持続的で安定した運転能力を意味します。これまで、世界最高の定常磁場記録はアメリカ国立強磁場研究所が保持する32テスラでした。今回中国が達成した35.1テスラは、単なる数値の超越にとどまらず、人類が初めて全超伝導マグネットの安定運転磁場を35テスラのレベルに押し上げたことを示すマイルストーンです。
このブレークスルーの背景には、高温超伝導インサート＋低温超伝導マグネットの複合設計コンセプトがあります。簡単に言えば、マグネットに二重の鎧を着せるようなものです：外側の低温超伝導マグネットが基礎磁場を提供し、内側の高温超伝導マグネットはスーパーアンプのように、極小空間内に超高磁場を重ね合わせます。しかし、この鎧の製造難易度は想像を絶するものです——磁場強度が30テスラを超えると、超伝導材料内部に巨大な電磁応力が発生し、精密部品を一瞬で粉砕するのに十分です。研究チームは、マルチフィジックス場連携最適化技術により、応力分布精度を0.1メガパスカル以内に制御しました。これは、髪の毛1本に均等に千斤の重量を分配するのに相当します。テストデータによると、このマグネットは35.1テスラの強度で30分間安定して動作し、磁場変動は0.001テスラ未満でした。この安定性に国際的な同業者は驚嘆し、中国チームは超伝導マグネットの「性質」を見極めたと称賛しています。
さらに重要なのは、超伝導テープから低温冷却システム、磁石構造設計から精密加工技術まで、すべてのコアプロセスが国産化を実現している点です。例えば、チームが独自に開発した第二世代高温超伝導テープは、臨界電流密度が国際的にトップレベルに達し、1本のテープが1000本の普通の銅線に相当する電流を運ぶことができ、コストは輸入製品のわずか60％です。このような材料・設計・製造の全プロセスにおける自律的な制御は、国外の超高磁場磁石分野における技術的独占を完全に打破し、その後の産業化応用におけるボトルネックを解消しました。
超伝導技術はいかに産業の構造を再構築するか
多くの人が疑問に思うかもしれません：35.1テスラの磁石は私たちの生活からどれほど離れているのでしょうか？実際には、それはスーパーテクノロジーエンジンのように、複数の分野の産業アップグレードを牽引しています。
医療健康分野において、超高磁場マグネットは次世代磁気共鳴画像装置（MRI）の中核技術です。現在病院で広く使用されている1.5Tや3.0TのMRIは、早期腫瘍や神経変性疾患の診断精度に限界がありますが、3.5Tクラスのマグネットを搭載した超高磁場MRIは、単一細胞内のタンパク質分子のイメージングを実現し、アルツハイマー病などの疾患の早期スクリーニングを可能にします。さらに重要なのは、国産超伝導マグネット技術の成熟に伴い、関連医療機器のコストは50%以上削減される見込みで、高精度医療機器の普及と地域拡大を促進します。
エネルギーと交通分野において、超伝導磁石の応用は革命的な変化をもたらします。例えば、超伝導技術に基づく高効率電力伝送システムでは、送電損失を従来ケーブルの15%から1%以下に削減可能です。もし全国の電力網に普及すれば、毎年三峡ダム発電所3基分に相当する発電量を節約できます。一方、磁気浮上交通分野では、35T級磁石が発生させる強磁場により、列車の浮上高を10センチ以上に向上させ、外乱耐性を3倍強化することができ、将来の時速600キロ以上の真空パイプ磁気浮上列車に技術的支えを提供します。
宇宙航空分野においても顕著な恩恵を受けています。宇宙船の電磁推進システム、宇宙環境シミュレーターなどの重要設備は、いずれも強磁場環境を必要とします。中国航天科技集団はすでに合肥物質科学研究院と協力関係を結び、超伝導磁石技術を次世代大型ロケットの電磁カタパルトシステムに応用する計画を進めており、人工衛星打ち上げコストを40%削減することが期待されています。
注目すべきは、高温超伝導材料産業が急成長期を迎えていることです。データによると、2024年の世界の高温超伝導市場規模は約80億ドルであり、中国の35.1T磁石技術のブレークスルーに伴い、2030年までに国内の超伝導材料需要は10倍に増加し、関連産業全体の規模は1,000億元を超えると予測されています。安徽、上海、四川などの地域では既に超伝導産業クラスターが形成され、材料研究開発から磁石製造、応用実証までの完全な産業チェーンが構築されています。合肥のある超伝導企業の受注量は既に2026年まで埋まっており、製品は12カ国に輸出されています。
追従からリードへの根本的なロジック
35.1テスラ磁石の突破は、偶然ではありません。中国の超伝導技術の発展の歴史を振り返ると、明確な突破口の道筋が見えてきます：国家の戦略的ニーズを方向性とし、研究機関と企業の力を統合し、基礎研究-重要技術-産業応用の全チェーンでの取り組みを通じて、技術の追随から標準策定への飛躍を実現することです。
基礎研究段階において、中国科学院合肥物質科学研究院は清華大学、上海交通大学などの大学と連携し、10年間連続して国家重点研究開発計画「超伝導材料とデバイス」プロジェクトを担当し、累計200億元以上を投入し、-271℃から室温までをカバーする世界唯一の超伝導材料性能テストプラットフォームを構築しました。重要技術の研究開発において、チームは「課題公募・責任者選定」メカニズムを採用し、磁石応力制御、低温冷却などの難題を23の技術モジュールに分解し、企業、大学、研究機関が共同で取り組み、最終的に138件のコア特許を形成しました。
この産学官連携の深い融合モデルは、中国の科学技術イノベーションの標準的な形態となりつつある。例えば、超電導テープの製造工程において、研究チームは雲南省の企業と共同でパイロットプラントを設立し、実験室での成果を量産プロセスに転換。わずか18ヶ月でテープの良品率を30%から92%まで向上させた。中国工程院院士の陳立泉が評価するように：「35.1テスラ磁石の突破は、中国が効率的な科学技術イノベーションエコシステムを確立したことを証明している。このシステムは基礎研究の『難題』を解決できるだけでなく、産業化の『最後の1キロ』を迅速に打開することができる。」
超伝導技術はどのように国際ルールを書き換えるのか？
技術分野において、標準制定権は往々にして技術そのものよりも重要です。中国が今回達成した35.1テスラ全超伝導マグネットの突破は、欧米が超高磁場分野で独占していた状況を打ち破っただけでなく、国際標準の制定においてより多くの発言権を獲得しました。
現在、国際電気標準会議（IEC）は超伝導マグネットの安全基準を策定中であり、中国チームは35.1テスラマグネットの運転データに基づき、「超高磁場超伝導マグネット応力試験方法」「高温超伝導テープ材料応用ガイドライン」など3つの国際標準の起草を主導しました。これは中国が初めて超伝導マグネット分野で国際標準策定を主導した事例です。同時に、中国科学院強磁場科学センターはドイツのヘルムホルツ協会、日本の物質・材料研究機構などと協力協定を締結し、35.1テスラマグネットの実験プラットフォームを共有し、世界中のトップ科学者を招いて先端研究を中国で展開しています。この技術輸出＋標準輸出＋プラットフォーム共有のモデルは、世界の超伝導技術協力の枠組みを再構築しています。
より深遠な影響は、超伝導技術のブレークスルーがグリーンテクノロジー革命のプロセスを加速させることです。国際エネルギー機関の予測によると、2050年までに世界のエネルギー消費の30％が超伝導技術に依存し、中国の全超伝導マグネット分野におけるリーダーシップは、より効率的で低炭素な方向への世界的なエネルギー転換を推進することが期待されています。