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2019“长三角一体化创新” 报道之三
国家大科学装置长啥样?浙江在线记者带你看科学岛上的“人造太阳”
2019-09-02 18:15:45 来源: 浙江在线 记者 赵磊

  浙江在线9月2日讯(浙江在线记者 赵磊)位于安徽省合肥市董铺水库西岸的科学岛,是中国科学院合肥物质科学研究院的所在地,占地近4000亩,岛上花木葱笼,清新幽静。中国科学院合肥物质科学研究院共有10个研究所,其中8个研究所就坐落在岛上。近日,2019"长三角一体化创新"媒体采风团走进合肥科学岛,为你揭开国家大科学装置的神秘面纱。

  "经过多年的发展,合肥研究院已成为科研实力雄厚的大型综合性科研基地,是合肥综合性国家科学中心的核心建设单位之一。"中国科学院合肥物质科学研究院相关负责人表示,目前该院拥有2个国家大科学装置,分别为全超导托卡马克核聚变实验装置,以及稳态强磁场实验装置。同时,研究院还在谋划建设大气立体探测实验设施、强光磁集成实验装置等新的大科学装置。

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东方超环(EAST)磁约束核聚变实验装置 记者 赵磊摄

  "人造太阳"中心电子温度可达1亿度

玛雅视讯  科学岛走访第一站,就迎来了此行的"重头戏"——全超导托卡马克核聚变实验装置。"宇宙中的恒星能够发光发热,都是因为核聚变。大家应该都看过《流浪地球》,片中设想的能够推着地球去‘流浪’的能量,就是核聚变能。"中科院合肥研究院等离子体所、托卡马克物理研究室主任徐国盛介绍,聚变能由于具有清洁、环保、安全、原材料储量极其丰富等优点,被认为是最终解决人类能源问题的战略能源。

  在徐国盛主任的带领下,记者们看到了有3层楼高的核聚变实验装置——我国自主设计研制的东方超环(EAST)磁约束核聚变实验装置,这是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克,也是我国第四代核聚变实验装置。它的科学目标,是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下,像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,所以也被称为"人造太阳"。

玛雅视讯  "几天后我们将再次启动装置进行一次重要试验,来验证多个关键科学技术问题。"徐国盛表示,去年11月,EAST装置就取得了等离子体中心电子温度1亿度、加热功率超过10兆瓦、等离子体储能300千焦等重要成果,获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,标志着我国在稳态磁约束核聚变研究方面继续走在国际前列。

  在谈到研究所与浙江的渊源时,徐主任告诉记者,浙江大学物理系教授陈骝是国际著名理论等离子体物理学家,他培养的很多人才都加入到大科学装置的科研工作当中,成为了该所的精英和骨干。

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玛雅视讯中科院强磁场科学中心稳态强磁场实验装置。记者 赵磊摄

  这个装置探索强磁场的生物安全界限

  如果把人类放到比地球磁场高40万倍的磁场环境里,人类能生存么?这一直是科学家希望解开的谜题。今年6月,中科院强磁场科学中心研究人员利用稳态强磁场大科学装置,在20T(特斯拉)级(约为地球磁场40万倍)强磁场生物安全性方面取得全新进展,首次验证了该级别稳态强磁场对小鼠的主要生理生化指标等影响较小。

玛雅视讯  强磁场作为一种极端研究条件,被广泛应用于凝聚态物理、化学、材料学、冶金、生命科学、医学以及核磁共振等诸多领域。第二站,采访团见到了科学岛上第二个大科学装置——稳态强磁场实验装置。

玛雅视讯  "该装置的实验研究对界定强磁场生物安全界限,开拓强磁场在医疗和仪器设备等领域中的应用都具有积极的指导意义。"中科院强磁场科学中心副主任田明亮介绍,经过9年的艰苦努力,目前已经建成了10台磁体装置,包括四台超导磁体、五台水冷磁体和一台混合磁体及磁体支撑装备系统。其中,三台水冷磁体创造了世界同类装置最高稳态磁场纪录,混合磁体已产生稳态磁场强度达40T,为世界第二高场强,使我国稳态强磁场科学研究条件跃升至世界一流水平。

  田明亮表示,中科院强磁场科学中心与浙江大学、杭师大等浙江高校共同开展了多项实验,并合作发表了多篇论文。同时围绕强磁场极端条件,中科院强磁场科学中心还建成了多学科实验平台。目前已建成国际唯一的高场扫描隧道显微镜,首次实现27T磁场下原子分辨成像,使混合磁体中扫描隧道显微镜成像成为可能。此外,强磁场科学中心还建成完全自主知识产权、迄今国际唯一的扫描隧道显微镜、磁力显微镜和原子力显微镜组合显微系统,为揭示新规律提供了独一无二的研究手段。

标签:磁场;科学装置;实验装置;科学中心;合肥物质科学研究院 编辑:朱戈倩
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