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相當于地球磁場80多萬倍我國創造世界水冷磁體技術新高峰

2024-09-23 18:58:36 來源：新華網

9月22日是周日，安徽合肥西郊科學島上的一個實驗室內卻十分熱鬧，轟鳴聲從一個巨大的白色罐體傳來，身著白大褂的科研人員緊盯著罐體上方的小屏幕。

“40.99”“41.15”“42.02”，隨著屏幕上數字不斷提高并最終定格，眾人發出歡呼：“42.02萬高斯!破紀錄了!”

經現場專家組確認，中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心自主研制的水冷磁體產生了42.02萬高斯的穩態磁場，打破了2017年由美國國家強磁場實驗室水冷磁體產生的41.4萬高斯的世界紀錄。

為什么要創造穩態強磁場?

據介紹，穩態強磁場是開展物質科學前沿研究所需的一種極端實驗條件，是推動重大科學發現的“利器”。在強磁場實驗環境下，物質特性會受到調控，有利于科學家發現物質新現象、研究物質新規律，為物理、化學、材料和生物等學科研究提供了新途徑。

幾十年來，全球科學家在穩態強磁場條件下取得了眾多重大科研成果，其中有10多項獲得諾貝爾獎。強磁場技術已成為國際科技競爭的重要領域。

9月22日，在中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心，科研人員在中控室內查看水冷磁體的運行情況。新華社記者張端攝

“與此同時，穩態強磁場技術已在我們生產生活中有多項應用，比如醫院的核磁共振設備。”強磁場科學中心磁體運行與實驗測量部副主任郗傳英說，更強的磁場將為研制高溫超導材料、高性能電池以及生物醫療設備等提供更大助力。

42.02萬高斯穩態強磁場有多強?

據介紹，地球磁場約為0.5高斯，42.02萬高斯相當于地球磁場的80多萬倍，標志著我國乃至世界水冷磁體技術發展的新高峰。

9月22日，在中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心，科研人員在中控室內交流。新華社記者張端攝

“就像顯微鏡放大100倍比放大10倍能看得更清楚，這一磁體的成功研制將為科研人員提供更強大的實驗條件和創新環境。”強磁場科學中心學術主任匡光力說。

據悉，穩態強磁場磁體分為三種類型，即水冷磁體、超導磁體以及由水冷磁體和超導磁體組合的混合磁體。“水冷磁體、超導磁體都是‘單打高手’，混合磁體是‘混雙組合’。2022年，我們曾以綜合優勢問鼎‘混雙冠軍’，今天，我們又拿下了一項‘單打冠軍’。”匡光力說。

這是中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心內的水冷磁體(9月22日攝)。新華社記者張端攝

水冷磁體新紀錄是怎樣產生的?

42.02萬高斯水冷磁體新紀錄的產生，得益于我國穩態強磁場實驗裝置的建設運行。

該裝置是國家發展改革委“十一五”期間立項的國家重大科技基礎設施，2017年通過國家驗收并正式投入運行，使我國成為美國、法國、荷蘭、日本之后第五個擁有穩態強磁場的國家。

這是中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心內的水冷磁體(9月22日攝)。新華社記者張端攝

截至2023年底，該裝置已為國內外近200家單位3000余項課題提供了實驗條件，多項成果已成功轉化為現實生產力。

依托穩態強磁場實驗裝置，強磁場技術研究團隊經過近4年努力，創新了磁體結構、優化了制造工藝，最終在32.3兆瓦的電源功率下產生42.02萬高斯的穩態磁場。

這是中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心內的水冷磁體(9月22日攝)。新華社記者張端攝

“這一磁體的研制成功，為我國未來建設更高場強的穩態磁體打下關鍵技術基礎。”匡光力說。

據悉，下一代穩態強磁場大科學裝置將建設以55T混合磁體為代表的具有國際領先水平的穩態磁體群，以及集成多種利用先進波源的測量系統，主要目標是解決新型電子材料研發、重大疾病病理及藥物研發等世界前沿科技問題。

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