稳态强磁场模型:强磁场与极低温、X高压一样,被列为现代科学实验X重要的极端条件之一,为物理、化学、材料和生物等学科研究提供了新途径,对于发现和认识新现象、揭示新规律具有重要作用。强磁场下的核磁共振,又是生命科学、医学、脑科学研究的必要工具。例如,在农业、人类健康密切相关的生物大分子研究中,相当多的样品只能是液态的,只有在强磁场条件下才能研究。强磁场可分为稳态强磁场和脉冲强磁场两大类,其对应的发生装置又分为稳态强磁场装置模型和脉冲强磁场装置模型。
稳态强磁场模型介绍:
强磁场实验装置建设项目分为稳态强磁场和脉冲强磁场两个部分建设:
稳态强磁场模型部分——将建设20~40特斯拉稳态混合磁体、高功率水冷磁体和X导磁体等9台稳态磁体,及相关配套设施。建设地点为安徽省合肥科学岛,由中科院合肥物质科学研究院与中国科学技术大学共同承建。
脉冲强磁场部分——将建设50~80特斯拉短脉冲磁体、长脉冲磁体和长短合成脉冲磁体等11台脉冲磁体及相关配套设施,建设地点为湖北省武汉市华中科技大学,由华中科技大学承建,北京大学、南京大学、复旦大学和东北大学协作建设。
稳态强磁场实验装置模型的研制涉及四项关键技术,即:
高功率强磁场水冷磁体的设计与研制;
高稳定度直流大功率电源的设计与研制;
大口径X导磁体的设计与研制;
针对特定科学目标的用户实验系统。
中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所在前三项关键技术方面已经具备坚实的技术基础和条件,联合我国其他科研单位和企业的技术力量,完全有能力研制稳态强磁场实验装置;中国科学技术大学在特定科学研究的用户实验系统设计与研制方面具备了丰富的实践经验和创新能力。等离子体物理研究所的强磁场实验室成立于1980年,陆续研制成功国内X台3 MW/13 T Bitter水冷磁体、266 毫米室温孔径8 T绝热X导磁体,1992年研制成功20 T混合磁体装置,并完成实验系统的建设,使我国跻身于世界上拥有20 T以上磁场强度的实验装置并能够开展强磁场下科学实验研究的七个X之一。在建设和运行X大科学工程X导托卡马克实验装置的过程中,等离子体所积累了大量研制稳态强磁场实验装置需要的技术和经验(高功率电源、大口径X导磁体、多参量自动控制、以及多种信号测量技术等)。