刷新世界纪录!此前已被美国保持23年之久

本文转自:科技日报
◎ 科技日报采访人员 吴长锋
12日 , 采访人员从中国科学院合肥物质科学研究院获悉 , 由该院强磁场科学中心研制的国家稳态强磁场实验装置再攀“科学高峰”——其混合磁体(磁体口径32毫米)产生了45.22万高斯(即45.22特斯拉)的稳态磁场 , 刷新了同类型磁体的世界纪录 , 成为目前全球范围内可支持科学研究的最高稳态磁场 。据悉 , 原世界纪录是1999年由美国国家强磁场实验室创造 , 其混合磁体产生45万高斯 , 至今已保持纪录23年之久 。
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实验现场
科学探索的“国之利器”
国家稳态强磁场实验装置是“十一五”期间国家发改委批准立项的重大科技基础设施 , 也被称为大科学装置 。是指为提升探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的能力 , 由国家统筹布局 , 依托高水平创新主体建设 , 面向社会开放共享的大型复杂科学研究装置或系统 , 是为高水平研究活动提供长期运行服务、具有较大国际影响力的国家公共设施 。
按照不同的用途 , 国家重大科技基础设施一般分为三类:第一类是专用研究设施 , 如全超导托卡马克核聚变实验装置、“中国天眼”等;第二类是公共实验设施 , 如稳态强磁场实验装置、上海光源等;第三类是公益科技设施 , 如中国遥感卫星地面站等 。
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稳态强磁场实验装置混合磁体
稳态强磁场实验装置(Steady High Magnetic Field Facility , 英文简称SHMFF)是国家发改委“十一五”期间立项的国家重大科技基础设施 。稳态强磁场实验装置法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院 , 共建单位是中国科学技术大学 , 各项任务依托强磁场科学中心完成 。装置于2008年5月19日获批开工 , 2010年10月28日转入“边建设、边运行”模式 , 2017年9月27日通过国家验收并正式投入运行 。
稳态强磁场实验装置在建设过程中取得了一系列成就 , 磁体技术和综合性能处于国际领先地位 。团队成功研制出世界第二台40特斯拉级混合磁体、五台不同用途的水冷磁体(四创世界纪录、三台保持至今) , 建成了国际首创的水冷磁体扫描隧道显微镜、扫描隧道-磁力-原子力组合显微系统等一系列科学实验系统 。装置为开展物理、化学、材料、生命健康和工程技术等学科的研究提供了稳态强磁场实验条件 , 已在多学科前沿探索中取得诸多重大科技成果 。
国家稳态强磁场实验装置包括十台磁体:五台水冷磁体、四台超导磁体和一台混合磁体 。其中 , 混合磁体是国际上技术难度最高的磁体 , 也是能够产生最高稳态磁场的磁体 , 从结构上看 , 它由外“超导磁体”和内“水冷磁体”组合而成 。
在合肥综合性国家科学中心强光磁预研项目的支持下 , 经过五年多紧张的技术攻关 , 强磁场团队创新了磁体结构、研发了新材料、优化了制造工艺 , 终于取得重大技术突破 。此次国家稳态强磁场实验装置的混合磁体在26.9兆瓦的电源功率下产生45.22万高斯的稳态强磁场 , 达到国际领先水平 , 成为我国科学实验极端条件建设乃至世界强磁场技术发展的重要里程碑 。
支撑起3000项前沿课题研究 , 取得系列重大成果
稳态强磁场是物质科学研究需要的一种极端实验条件 , 是推动重大科学发现的“利器” 。在强磁场实验环境下 , 物质特性会受到调控 , 有利于科学家们发现物质新现象、探索物质新规律 。