成为世界第3个突破90特斯拉大关的国家
光明日报武汉8月12日电(记者夏静通讯员程远)8月6日,依托华中科技大学建设的国家脉冲强磁场科学中心(筹)在脉冲强磁场研究上取得重大突破。由中心自行研制的脉冲磁体成功实现了90.6特斯拉的峰值磁场,再次刷新我国脉冲磁场的最高强度记录,继美国、德国之后,成为世界上第3个突破90特斯拉大关的国家。
脉冲磁体是产生高强磁场最重要的部件,一流的磁体设计方案是研制高场强脉冲磁体基础。近几年来,脉冲强磁场在电磁成形、高温超导充磁、产品后充磁等方面的研究受到极大关注,在工业与高科技领域拥有广阔的应用前景。
2011年,美国国家强磁场实验室率先突破90特斯拉的非破坏性脉冲强磁场强度。为缩小差距,在华科大潘垣院士的提议下,国家脉冲强磁场科学中心主任李亮将装置最高磁场强度的建设目标从80提高到了90特斯拉。
以彭涛、丁洪发、韩小涛等几位教授为首的磁体技术部和电源及控制测量技术部精益求精,经过努力让我国脉冲强磁场一举迈入90特斯拉级磁场的水平。
此次90.6特斯拉磁体是使用李亮、彭涛等研发出的PMDS脉冲磁体专用设计软件进行设计。该软件现已被欧洲、美国各大脉冲强磁场实验室选定为专用磁体设计工具。
据悉,国家脉冲强磁场科学中心(筹)自2008年4月开工,只用了短短5年,就在脉冲强磁场领域实现了跨越式发展,成为世界四大脉冲强磁场科学中心之一。
延伸阅读
我国脉冲强磁场的研究史
科学研究早已证实,当物质处在磁场中,其内部结构可能发生改变,产生新成果。磁场因而一直是研究物理等诸多学科的一种非常有用的工具。强磁场与极低温、超高压一样,被列为现代科学实验最重要的极端条件之一。它可分为稳态强磁场和脉冲强磁场两大类,其对应的发生装置又分为稳态强磁场装置和脉冲强磁场装置。
百年来,各国学者在强磁场条件下的科学研究一直非常活跃,在物理、化学、材料和生物等多学科领域取得了大批原创性重大成果,并推动了相关新兴高技术产业的发展。核磁共振成像技术即为典型的用强磁场进行物质结构研究而获得重大成果。该技术因具有使人类能够清清楚楚地看见自己或其他生物体内的器官,且无放射损伤等优点,而在疾病诊断和医学研究等领域获得广泛应用。美国人保罗·C·劳特伯和英国人皮特·曼斯菲尔德就是因发明了应用核磁共振成像技术显示人体复杂结构的技术而获得了2003年度诺贝尔生理或医学奖。此前,因从事核磁共振方面研究而获得物理学和化学诺贝尔奖的,还有3项成果、4位学者。
2001年,为使我国的强磁场水平和科学研究进入国际先进行列,华中科技大学向国家提出了尽快建设脉冲强磁场重大科技基础设施的建议。2007年,脉冲强磁场实验装置和中科院建议的稳态强磁场实验装置共同列入国家“十一五”重大科技基础设施建设计划,并获准立项建设。2008年,华中科技大学开始筹建国家脉冲强磁场科学中心。
国家脉冲强磁场科学中心(筹)主任李亮教授介绍,8月6日晚产生90.6特斯拉磁场强度的磁体、电源、控制系统等全套装置均为中心自主开发研制。他们研发出的PMDS脉冲磁体专用设计软件,现已被欧洲、美国各大脉冲强磁场实验室选定为专用磁体设计工具;其磁体的制造成本也不到美国和德国同类磁体十分之一。
据称,为了实现90特斯拉以上的磁场强度,美国洛斯-阿拉莫斯强磁场实验室用了20年,德国德累斯顿强磁场实验室用了10年,而我国国家脉冲强磁场科学中心(筹)仅用了5年。(周前进、程远整理)