中國科研團隊預研建世界最高強度穩態強磁場裝置

2020-11-24 騰訊網

7月17日，合肥中科院合肥物質科學研究院的科研人員正在觀測數據。　吳蘭　攝

中新網合肥7月18日電(劉鴻鶴)坐落於安徽合肥的中科院合肥物質科學研究院，承擔了3個國家重大科技基礎設施，包括已建成的全超導託卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)、穩態強磁場實驗裝置(SHMFF)和正在建設中的聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施。7月17日，中科院合肥物質科學研究院發布消息稱，目前穩態強磁場實驗裝置已取得眾多國際領先成果。

「在專家組對我們這個項目驗收的時候，評價穩態強磁場實驗裝置磁體的技術和綜合性能，已達到國際領先水平。」中科院合肥物質科學研究院強磁場中心學術主任匡光力介紹說：「那麼我們的自我評價是，跟國外同行單位中系統相比，我們也是國際一流水平。我們建了十臺磁體，其中三臺的磁場強度是創世界紀錄的，我們還獨創了幾個特別的測量系統，目前也是國際上唯一的。」

坐落於安徽合肥中科院合肥物質科學研究院的穩態強磁場實驗裝置(SHMFF)。　吳蘭 攝

據介紹，穩態強磁場實驗裝置於2008年5月19日獲批開工，2010年10月28日轉入「邊建設，邊運行」模式，2017年9月27日通過國家驗收。自投入試運行以來裝置狀態良好。截至2019年底已累計運行408402小時、開展實驗課題數2390個。

匡光力說，這些年來，在強磁場裝置上，開展了材料、物理、化學、生命科學多學科的研究，特別在材料科學研究方面取得了非常好的成績，我們在這個裝置上面發現了一些新的量子工程材料，有些材料可以用作電子元器件，或者晶片的製造，這些材料比現有的矽半導體更加先進，利用這些材料制出來的晶片，它的功耗比較小，運行速度更快。

據了解，目前該穩態強磁場裝置已為136家用戶單位，共計2000餘項課題提供了實驗條件，並產出了一大批具有國際影響力的高水平成果，除了在材料科學方面取得新進展外，在生命科學研究方面也有重大新發現。

「我們在生命科學研究方面也有一些重大發現，通過對強磁場的調控過程的研究發現，強磁場對細胞有很強的作用。」匡光力說，我們在試驗鼠身上發現癌症細胞的生長過程，有很多重要的因素在裡面，這些因素對未來攻克癌症，可能會起到了一個非常好的作用。

據匡光力介紹，雖然穩態強磁場國家大科學工程項目經過多年的自主創新，成功克服了關鍵材料國際限制、關鍵技術國內空白等重大難題，建成繼美國之後世界第二臺40萬高斯級混合磁體，建立了世界先進的科學實驗系統。目前，團隊在預研建設一個強光磁集成實驗設施，該裝置建成後，將具有更高的場強。

「我們現在建成的穩態強磁場最高是45萬高斯，我下一代要建55萬高斯，在全世界還沒有這樣的穩態強磁場條件下，那就是我們中國科學家科學發現的機會所在。」匡光力說，「建成以後將大大地推動我們國家多學科基礎科學研究快步的發展，希望能夠助力國家基礎研究，成為世界領先水平。」(完)

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  • 【科技日報】我國穩態強磁場強度今年有望創世界紀錄
    全國政協委員、穩態強磁場實驗裝置負責人、中科院合肥物質科學研究院院長匡光力3月12日告訴記者，目前該穩態強磁場產生的磁場強度為42.9萬高斯，相當於地球磁場的80萬倍。「準備今年在原有基礎上進一步完善相關條件，讓其磁場強度達到45萬高斯，比肩美國的穩態強磁場裝置，達到世界最強。」　　我國穩態強磁場實驗裝置由五臺水冷磁體、四臺超導磁體、一臺混合磁體和系列外圍實驗測量系統構成。
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    11月22日，華中科技大學國家脈衝強磁場科學中心成功實現64特斯拉脈衝平頂磁場強度，創造了脈衝平頂磁場強度新的世界紀錄。此次該校64特斯拉脈衝平頂磁場，使用了具有獨立層間加固結構的單線圈磁體，孔徑為21毫米，電容器型脈衝電源供電，能耗7兆焦。磁體重量、電源能量不到國際同類型磁場系統的1/10，磁場強度更是一舉超過此前美國國家強磁場實驗室創造的60特斯拉脈衝平頂磁場強度世界紀錄，成為全球最高強度的脈衝平頂磁場。
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    來源:科技日報圖集 記者29日從中科院合肥物質科學研究院獲悉，作為合肥綜合性國家科學中心建設的重要內容，合肥物質科學研究院正在預研兩個新的大科學裝置。大科學裝置是「國之重器」，又被稱為國家重大科技基礎設施，是指通過較大規模投入和工程建設來完成，建成後需長期穩定運行和持續開展科學技術活動，以實現重要科學技術和公益服務目標的國家大型基礎設施，是一個國家科學技術綜合實力的重要標誌。據介紹，這兩個正在預研中的大科學裝置是「大氣環境立體探測實驗研究設施」和「強光磁集成實驗設施」。
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