中混合磁体的研制中科院强磁场科学中心谭运飞203年新职工培训.pptVIP

CHMFL 大科学装置的研究意义 —“稳态强磁场装置”中混合磁体的研制 中科院强磁场科学中心 谭运飞 2013年新职工培训 报告内容 1 为何要研制大科学装置? 2 大科学装置很复杂吗? 3 怎么把他做好? 4 怎么把他用好? 科学研究的“小米加步枪时代” 爱因斯坦 牛顿 伽利略 科学研究的“坦克大炮时代” 16T综合物性测量系统 最低温度： 50 mK 最高温度：1000 K 最高压强： 3 GPa 磁性测量系统 最低温度：500 mK 最高温度：800 K 最高压强： 1 GPa X射线衍射仪 最低温度： 12 K 最高温度：1700 K 已建成 电子顺磁共振谱仪 最低温度：1.85 K 最高温度： 600 K 可转角、可外加电压 红外光谱仪 最低温度： 5 K 最低波数：10 cm-1 拉曼光谱仪 最低温度： 5 K 最低波数： 5 cm-1 最高压强：25 GPa 已建成 20T高均匀度 超导磁体： 配850MHz、2x600MHz、500MHz系列核磁共振谱仪。 20T核磁共振系统 SM4（9.4T）及磁共振成像系统 世界第二台9.4T/D400动物磁共振成像系统 科学研究的“原子弹氢弹时代” 目前国内先进的科学仪器多为进口 人造小太阳-原理图 大科学装置-托卡马克EAST 人造小太阳-实物图 为什么要把我关起来 9台高场磁体+极低温系统+超高压系统+6类测试系统 稳态强磁场实验装置 SM2磁体: 20T 磁带:MFM CMR膜:AFM 石墨:STM SM2（20T）及组合显微镜系统 水冷磁体WM4 场强27.5T，孔径32mm 水冷磁体WM4运行中 核磁共振方法测得磁场结果 1月16日，输入10MW电流功率，20000A高稳定度电流下，获得26.9T的磁场； 9月2日，输入约10MW功率，19700A高稳定度电流下，获得27.53T磁场强度。 磁场强度=1172.3MHz/42.57708=27.538T （法国10MW-25T，美国13MW-27T） 国际先进 已经安装到位； 正在进行调试。 水冷磁体WM1 室温孔径32mm 场强39T WM1磁体 水冷磁体实验平台 输运测试系统 创世界记录 已经安装到位； 正在进行调试。 WM2磁体 水冷磁体WM2 室温孔径50mm 场强25T 世界最高磁场固体核磁共振系统之一 已经安装到位； 正在进行调试。 WM3容器 水冷磁体WM3 室温孔径200mm 场强20T 创大口径强磁场记录 水冷磁体WM5 室温孔径50mm 场强36T WM5磁体 创世界记录 WM5线圈 输运测试系统 混合磁体由水冷磁体和套在其外的强磁场超导磁体组成，预计产生45T，计明年9月建成后投入运行。 混合磁体HM1 混合磁体外超导磁体的主要性能指标 混合磁体实验装置结构示意图 编号 中心磁场 （T） 工作孔径 （mm） 工作温度 (K) 工作电流 (kA ) HSM 11 800 4.5 14.1 完成了研制大口径强磁场超导磁体相关技术全部工艺研究； 完成了一个试验超导磁体研制及其性能测试，验证了研制技术! 超导磁体正在紧张有序的加工中。 混 合 磁 体 研 制 流 程 图 混合磁体HM1 磁现象是物质的基本现象之一。当物质处在磁场中，其内部结构可能发生改变。强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一。 有资料显示，自1913年以来，世界上有19项与强磁场有关的成果获得诺贝尔奖，如量子霍尔效应、磁共振成像等。 强磁场中心的系列高场磁体将为国内外科学家开展凝聚态物理、化学、材料、生命科学等学科的前沿研究提供强磁场实验平台。 强磁场装置投入运行一年多以来，已在Nature，Nature子刊，JACS等刊物发表多篇原创性成果。 强磁场条件有什么作用？ 谢谢聆您的聆听 * 850MHz相当于850/42.58=19.96T~20T * 1月末，磁体充电并顺利生场至9.4T。3月初，因重新更换液氦压缩机，磁体再次升场，并正常保持稳定至今。谱仪、梯度水冷机组、射频功放、梯度功放等设备正常运行，各种监视数据显示正常。控制台计算机的操作系统及相关扫描、后处理软件也安装到位。从4月开始，该磁共振系统将进行一系列全面的测试，并开展初步的动物成像实验。 * 850MHz相当于850/42.58=19.96T~20T CHMFL * 850MHz相当于850/42.58=19.96T~20T * 1月末，磁体充电并顺利生场至9.4T。3月初，因重新更换液氦压缩机，磁体再次升场，并正常保持稳定至今。谱仪、梯度水冷机组、射频功放、梯度功放等设备正常运