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又一个重大科研装备打破发达国家垄断,这次是在低温领域
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来源:上观新闻 作者:中青在线 2017-10-23 15:12
摘要:这标志着我国低温制冷设备研发和制造能力迈上一个新台阶,填补了我国液氦温区大型氦低温制冷机制造技术的空白,打破了发达国家在该领域的技术垄断。

10月18日,由财政部支持、中国科学院理化技术研究所自主研制的我国第一套全国产化250W液氦温区制冷机通过专家验收。这标志着我国低温制冷设备研发和制造能力迈上一个新台阶,填补了我国液氦温区大型氦低温制冷机制造技术的空白,打破了发达国家在该领域的技术垄断。

 

低温制冷?什么鬼?造冰箱吗?非也!

 

逼近“绝对零度”……

 

低温制冷技术背后,隐藏着一个人类至今难破解的题目——逼近“绝对零度”,即达到-273.15℃,用绝对温标来计就是——0 K(请读零K)。

 

这个0K可不得了!

 

这是宇宙中温度的极限状态,一旦达到绝对零度,原子也会停止运动。(当然我们并没有到达绝对零度,也有种说法称我们根本没办法抵达……)

 

那么,我们就把要求降低一点点,在绝对零度的基础上加上20℃,用绝对温标来计就是——20K(-253.15℃)

 

这是“液氢”温区制冷技术的目标温度,也是常见的太空温度。

 

关于这个目标,中科院理化所研究员李青带领的科研团队已经在2015年成功突破。

 

从“液氢”向“液氦”,向更低温进军…

 

从那时开始,李青团队就将制冷目标温度20K(-253.15℃)调整为今天的4.5K(-268.65℃)——在绝对零度的基础上加上4.5℃。

 

这是“液氦”温区制冷技术的目标温度。

 

也就是从“液氢”温区制冷技术,向“液氦”温度的制冷技术努力。

 

李青说,向“更低的温度”进军——温度越低,难度越大——以期突破“液氦”“超流氦”温区的低温制冷技术。

 

如今,承载这一技术的液氦温区制冷机面世。

 

根据10月18日与会专家验收的意见,中科院理化所科研团队研制的液氦制冷机实现了连续84小时稳定运行,在4.35K(即-268.8℃,优于-268.65℃目标)温度下制冷量达到280W,实现了全国产化,达到国际先进水平。

 

温度那么低究竟有啥用?

 

那么,造“温度这么低”的设备有啥用呢?

 

李青举了一个例子:曾贡献出“上帝粒子”诺贝尔奖的欧洲大型科学装置大型强子对撞机,在发生对撞试验时,其物质温度有时能达到10万亿摄氏度,相当于太阳核心温度的100万倍,完成这样的实验离不开大型低温制冷设备创造的极低温环境。

 

 

大型低温制冷技术在高技术领域有着广泛应用,在我国《国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012-2030年)》确定的16个重大专项中,就有8项与低温技术相关。

 

但之前,我国在这方面使用的几乎都是进口产品,而在一些特殊领域,尤其是新一代低温运载火箭所需的大型低温制冷技术,发达国家对外均实行技术垄断政策,即使前期已经进口的大型低温制冷设备,也可能面临后期运行维护过程中因缺乏关键备件而停止工作的局面。

 

这就回到另一个问题了:打破国外的技术垄断。

 

如今,依托这一重大科研装备研制项目技术,中科院理化所已经创立产业化企业,李青说,这标志着我国大型低温制冷装备的科研成果正在向社会应用的道路上迈出,为真正打破国际垄断和在国际低温领域赢得一席之地打下基础。

 

(本文转载自中青在线。编辑邮箱shguancha@sina.com)图片来源:作者提供

文字编辑:董思韵 图片编辑:项建英
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