中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛,2008年4月30日经中国科学院批准成立,依托中国科学院合肥物质科学研究院管理(科发人教字〔2008〕133号),其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标:发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置(Steady High Magnetic Field Facility,简称SHMFF)是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院,共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院强磁场科学中心为依托完成... 更多简介 +
磁体科学与技术部致力于不断创造更高的稳态磁场,主要从事超导磁体、水冷磁体以及相关装备的工程设计和研制,为各学科研究提供极端磁场实验条件。
截至2020年底,部门在职职工51人,其中包括研究员/正高级工程师9人,副研究员/高工/高级实验师10人,博士后3人。另外,在读博士和硕士研究生40余人。
2008-2016年,该部承担了十一五国家大科学工程项目,建成磁体技术和综合性能国际领先的“稳态强磁场实验装置”,水冷磁体创造了3项世界纪录,混合磁体产生42.9T超高磁场(世界第二),该团队分别获得2017年中国科学院杰出科技成就奖和2019年安徽省科学技术特等奖等荣誉。自2020年,该部开始承担“强光磁集成实验设施”关键技术预研项目,为创造更高稳态磁场奠定基础。
磁体科学与技术部的研究和技术涉及六大方向:
磁体科学与技术部的研究和技术涉及六大方向:
1. 超导磁体(高温超导和低温超导)
该方向主要研究高场超导材料性能与工艺、大口径高场超导导体与磁体技术、内插高温超导磁体技术、CICC导体技术等,成功研制国内首台大口径Nb3Sn CICC超导磁体,磁体室温孔径800mm,中心磁场11.2T,实现了Nb3Sn超导磁体技术的重大突破。
2. 水冷磁体
该方向主要研究更高均匀度和场强的水冷磁体技术、高强度与高电导率材料等。提出全新Bitter片和最优化设计方案,发展了一套全程可量化检测的高精度装配工艺,成功研制5台高场水冷磁体,其中38.5T@32mm、35T@50mm、27.5T@32mm(10MW)等3台创造世界纪录。
3. 高稳定度电源系统
该方向主要研究大功率高稳定度电源技术、高功率脉冲电源技术、新型磁体电源技术和应用、电能质量及治理技术,成功研制国内首套28MW高稳定度水冷磁体电源(40kA/700V)和16kA/8V高稳定度超导磁体电源,稳定度达到10ppm(8h),获得了2016年安徽省科学技术二等奖。
4. 去离子水冷却系统
该方向主要研究超纯水技术、大流量大温差条件下的自然分层水蓄冷技术、并联变频水泵装置效率优化决策及控制方法,所研制的去离子水冷却系统可满足水冷磁体在28MW负荷时运行3-4小时。该系统超纯水制备量为10m³/h,出水电阻率达18MΩ·cm;制冷机组最大制冷量为13MW(6℃);总蓄冷容积6000m³,系统最大供冷流量可达1400m³/h以上。
5. 低温系统
该方向主要研究大型超导磁体低温冷却技术、超流氦低温技术、低温测量与控制技术、氦气回收与纯化技术等,所研制的低温系统制冷量为360W@4.5K, 不仅为混合磁体外超导磁体供应流量不小于18g/s的4.5K超临界氦进行迫流冷却,同时每年为各实验测试各系统供应约50000升液氦,氦气回收率>90%。
6. 中央控制系统
该方向主要研究强磁场装置测控技术、大数据与人工智能技术等,所研制的控制系统安保巡检周期5ms,线圈电压测量精度为0.5%,冗余系统切换时间0.3s,保障了“稳态强磁场装置”的安全稳定运行。
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