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圖１ 混合磁體裝置
11月13日下午，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院自主研制的混合磁體裝置調試獲得成功，該混合磁體可產(chǎn)生40萬(wàn)高斯的穩態(tài)磁場(chǎng)，它正式成為磁場(chǎng)強度在世界排名第二高的穩態(tài)強磁場(chǎng)裝置。
混合磁體由外超導磁體和套在其中的水冷磁體組合而成。一個(gè)月前，水冷磁體單獨調試成功，能夠產(chǎn)生30萬(wàn)高斯的穩態(tài)磁場(chǎng)；一周前，低溫孔徑達920毫米的大型高場(chǎng)超導磁體調試成功，能夠產(chǎn)生10萬(wàn)高斯的穩態(tài)磁場(chǎng)。如今，兩個(gè)磁體成功合體，共同產(chǎn)生了40萬(wàn)高斯的穩態(tài)磁場(chǎng)。
圖2 混合磁體磁場(chǎng)強度趨勢圖 強磁場(chǎng)是支持科學(xué)前沿探索的一種極端實(shí)驗條件，磁場(chǎng)越高，科學(xué)發(fā)現的機遇越多，因此，強磁場(chǎng)裝置必然追求更高的磁場(chǎng)。追求極高的磁場(chǎng)就像攀登珠穆朗瑪峰，到達極限之前，需要克服許多困難方能成功。
混合磁體是國際上產(chǎn)生最高穩態(tài)磁場(chǎng)的主要選擇，但選擇它就意味著(zhù)選擇了一系列重大技術(shù)挑戰——其水冷磁體必須解決材料和結構的優(yōu)化選擇問(wèn)題，面臨巨大電磁力和嚴峻的發(fā)熱問(wèn)題，差之毫厘，失之千里，且給它供電的數千萬(wàn)瓦級的穩態(tài)直流電源本身也是一項重大技術(shù)挑戰；其超導磁體孔徑巨大，導體的材料選擇、結構選擇和磁體生產(chǎn)工藝，以及與之配合的低溫冷卻技術(shù)等都是技術(shù)難題，此前國際上已有多個(gè)大型高場(chǎng)超導磁體因技術(shù)問(wèn)題而失敗，而我國在高場(chǎng)超導磁體技術(shù)方面原有基礎薄弱。
混合磁體研制難度大不僅體現在上述方面，看似簡(jiǎn)單的磁體安裝稍有偏差即可能導致巨大破壞，兩個(gè)磁體的磁中心面或磁軸如不能重合，即便相差一毫米，磁體也將面臨數噸的相互作用力。一位著(zhù)名的國際強磁場(chǎng)技術(shù)專(zhuān)家此前曾一再感嘆，世界上還沒(méi)有真正完全研制成功的混合磁體裝置！
剛調試成功的混合磁體裝置是強磁場(chǎng)中心承擔的國家“十一五”重大科技基礎設施——穩態(tài)強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置項目所包含的九臺磁體裝置中產(chǎn)生磁場(chǎng)最高的磁體，也是最后研制成功的磁體，此前研制成功的水冷磁體中有三臺創(chuàng )造了單項世界紀錄。這次混合磁體的調試成功標志著(zhù)強磁場(chǎng)中心承擔的穩態(tài)強磁場(chǎng)裝置項目的主要任務(wù)已經(jīng)圓滿(mǎn)完成，它的研制成功是我國強磁場(chǎng)技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。據悉，混合磁體裝置將主要用于新型功能材料的量子行為研究。
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