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研制國內(nèi)首臺大口徑“十字交叉溫孔”高場超導(dǎo)磁體系統(tǒng)
2017-04-21
近年來，我國在復(fù)雜結(jié)構(gòu)高場超導(dǎo)磁體設(shè)計(jì)和制造方面的技術(shù)不斷提高，科技成果相繼問世。不久前，我國中科院在高場超導(dǎo)磁體方面又取得一大突破性進(jìn)展，成功研制出國內(nèi)首臺大口徑“十字交叉溫孔”的高場超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，不僅能為用戶提供較大的強(qiáng)磁場應(yīng)用空間，還可對樣品試驗(yàn)過程的實(shí)時(shí)觀測提供條件。
日前，從中科院電工所獲悉，該所超導(dǎo)磁體及強(qiáng)磁場應(yīng)用研究部在國家重大基礎(chǔ)科學(xué)設(shè)施“穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場裝置”項(xiàng)目的支持下，采用無液氦傳導(dǎo)冷卻磁體技術(shù)，成功研制出國內(nèi)首臺大口徑“十字交叉溫孔”的高場超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，可在同時(shí)具備了水平和垂直兩個(gè)方向的“十字交叉溫孔”中產(chǎn)生8~10T的恒定磁場。
據(jù)介紹，具有“十字交叉溫孔”結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)磁體具有分裂間隙為134mm的電磁結(jié)構(gòu)，線圈中最大磁場為13.5T，分裂間隙中線圈間的電磁吸引力可達(dá)235噸。為了克服大分裂間隙中超導(dǎo)線圈的巨大電磁力對超導(dǎo)性能的影響，優(yōu)化了超導(dǎo)磁體的機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳熱結(jié)構(gòu)，獲得了最優(yōu)的電磁-應(yīng)力-傳熱結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)方案。整個(gè)超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的冷卻載荷達(dá)1噸，采用傳導(dǎo)冷卻技術(shù)成功地實(shí)現(xiàn)了將大體積復(fù)雜結(jié)構(gòu)冷卻載荷的溫度降低至3.8 K超低溫，保證了超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，擺脫了超導(dǎo)磁體系統(tǒng)對液氦、液氮等的依賴。
科研人員指出，具有“十字交叉溫孔” 結(jié)構(gòu)的大口徑高場超導(dǎo)磁體，不僅能為用戶提供較大的強(qiáng)磁場應(yīng)用空間，還可對樣品試驗(yàn)過程的實(shí)時(shí)觀測提供條件，被廣泛用于材料處理、磁光學(xué)和磁化學(xué)等領(lǐng)域的探索研究。
日前，該系統(tǒng)已通過專家組的測試驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。中科院電工所研制成功的大口徑“十字交叉溫孔”高場超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，標(biāo)志著我國在復(fù)雜結(jié)構(gòu)高場超導(dǎo)磁體設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)進(jìn)入了國際先進(jìn)行列。
編輯點(diǎn)評
隨著我國科研水平的提高，科研實(shí)力的不斷增強(qiáng)，我國在高場超導(dǎo)磁體設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的取得的成就是大家有目共睹的。此次，中科院成功研制國內(nèi)首臺大口徑“十字交叉溫孔”高場超導(dǎo)磁體系統(tǒng)，展現(xiàn)了我國在該領(lǐng)域的科研實(shí)力，同時(shí)，也向世界證明了我國的科研水平不容小視。
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