中科院高強度穩(wěn)態(tài)磁場混合磁體研制成功
11月13日下午,中***科學(xué)院強磁場科學(xué)中心磁體實驗大廳一片歡呼,我***自主研制的混合磁體裝置調(diào)試獲得成功,實現(xiàn)了任務(wù)目標——40萬***斯穩(wěn)態(tài)磁場。
“這臺混合磁體裝置也正式成為磁場強度在世界排名第二***的穩(wěn)態(tài)強磁場裝置,不久還有望沖擊45萬***斯穩(wěn)態(tài)磁場的世界紀錄。”中***科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院院長兼強磁場中心主任匡光力告訴《中***科學(xué)報》記者。
匡光力介紹,混合磁體由外超導(dǎo)磁體和套在其中的水冷磁體組合而成。一個月前,水冷磁體單***調(diào)試成功,能夠產(chǎn)生30萬***斯的穩(wěn)態(tài)磁場;一周前,低溫孔徑達920毫米的大型***場超導(dǎo)磁體調(diào)試成功,能夠產(chǎn)生10萬***斯的穩(wěn)態(tài)磁場。今天,兩個磁體成功合體,共同產(chǎn)生了40萬***斯的穩(wěn)態(tài)磁場,終于圓了相關(guān)科研人員奮斗了八年的夢想!
強磁場是支持科學(xué)前沿探索的一種極端實驗條件,磁場越***,科學(xué)發(fā)現(xiàn)的機遇越多,因此,強磁場裝置必然追求更***的磁場??锕饬φf:“追求極***的磁場就像攀登珠穆朗瑪峰,到達極限之前,需要克服許多困難方能成功。”
混合磁體是***際上產(chǎn)生******穩(wěn)態(tài)磁場的主要選擇,但選擇它就意味著選擇了一系列重大技術(shù)挑戰(zhàn)——其水冷磁體必須解決材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇問題,面臨巨大電磁力和嚴峻的發(fā)熱問題,差之毫厘,失之千里,且給它供電的數(shù)千萬瓦級的穩(wěn)態(tài)直流電源本身也是一項重大技術(shù)挑戰(zhàn);其超導(dǎo)磁體孔徑巨大,導(dǎo)體的材料選擇、結(jié)構(gòu)選擇和磁體生產(chǎn)工藝以及與之配合的低溫冷卻技術(shù)等都是技術(shù)難題,此前***際上已有多個大型***場超導(dǎo)磁體因技術(shù)問題而失敗,而我***在***場超導(dǎo)磁體技術(shù)方面原有基礎(chǔ)薄弱。
混合磁體研制難度大不僅體現(xiàn)在上述方面,看似簡單的磁體安裝稍有偏差即可能導(dǎo)致巨大破壞,兩個磁體的磁中心面或磁軸如不能重合,即便相差一毫米,磁體也將面臨數(shù)噸的相互作用力。一位著名的***際強磁場技術(shù)專***此前曾一再感嘆:“世界上還沒有真正完全研制成功的混合磁體裝置。”
剛調(diào)試成功的混合磁體裝置是中***科學(xué)院強磁場科學(xué)中心承擔(dān)的******“十一五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置項目所包含的九臺磁體裝置中產(chǎn)生磁場******的磁體,也是***后研制成功的磁體,此前研制成功的水冷磁體中有三臺創(chuàng)造了單項世界紀錄。
這次混合磁體的調(diào)試成功標志著強磁場中心承擔(dān)的穩(wěn)態(tài)強磁場裝置項目的主要任務(wù)已經(jīng)完成,它的研制成功是我***強磁場技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。據(jù)悉,混合磁體裝置將主要用于新型功能材料的量子行為研究。