
本报讯(通讯员程远 记者万霞)83特斯拉的磁场强度!11月8日凌晨5点28分,依托我校建设的国家脉冲强磁场科学中心(筹)取得这一重要成果。
该中心自行研制的国内首个双线圈脉冲磁体成功实现了83特斯拉的磁场强度,再次刷新我国脉冲磁场强度纪录,使我国非破坏性磁场强度水平跃居世界第三、亚洲第一。
记者在现场看到,由于采用液氮冷却,测试完的圆柱状磁体表层结了厚厚一层冰。该磁体高450毫米,直径400毫米,磁体孔径14毫米,重达150公斤。磁体采用了双线圈结构,包括内、外两个线圈,分别采用1.6兆焦耳和8兆焦耳共10个电容器模块供电。与普通单线圈磁体相比,双线圈磁体能产生更高的场强,但其结构更加复杂、研制难度更大,对电源和控制的要求更高,是对脉冲强磁场工程技术的重要挑战。
2011年伊始,国家脉冲强磁场科学中心(筹)就将实现80特斯拉以上磁场强度作为年度工作重点。工作人员从电磁、力学、热学设计等多个方面对磁体的设计进行了反复研讨,认真分析了可能出现的问题并做好应对措施。1月6日,电源部完成14.8兆焦耳脉冲电容器型电源模块的安装调试;7月20日,控制部完成电源系统与控制测量系统的联调;10月11日,磁体部完成双线圈磁体的绕制、安装。经过近一年的努力,电源、控制、测量等系统准备就绪。
11月7日下午3点,测试工作正式开始,电压从500伏特逐步上升至5千伏特、10千伏特、15千伏特……22千伏特,11月8日凌晨,在内线圈14.5千伏特、外线圈22千伏特的充电电压下,磁体成功实现83特斯拉的峰值磁场,磁体、电源、控制系统工作状态一切正常。
据中心主任、中组部“千人计划”入选者李亮教授介绍,使用10个电容器模块同时供电、成功突破80特斯拉的磁场强度,全方位地验证了建设中的脉冲强磁场实验装置的可靠性,证明该中心在脉冲强磁场的磁体技术、电源技术与控制技术等方面已达到世界一流水平。
目前,世界最高的非破坏性磁场强度纪录为美国洛斯阿拉莫斯国家高磁场实验室创造,为97特斯拉;排名第二的为德国的德累斯顿强磁场实验室,纪录为91特斯拉。
据介绍,特斯拉是磁感应强度的单位,符号是T。地球的磁场为0.00004特斯拉,冰箱运行时产生的磁场为0.05特斯拉左右,医院用的磁共振仪(MRI)所产生的磁场为0.2-3特斯拉。高强度的磁场为科学研究提供了新的工具,能够为物理、材料、化学等前沿基础研究发现新现象、揭示新规律提供更多的机遇。

