仅⽤⼗余年,中国有了⾃⼰的“超级低温⼯⼚”

作者: 倪思洁

来源: 中国科学报

发布日期: 2024-05-20 17:03:04

中国科学家仅用十余年时间,成功研发出大型低温制冷装备,即“超级低温工厂”,打破了国外技术封锁,为国家的航天事业和大型科学装置项目提供了重要支持。

2008年9⽉,神⾈七号⻜船发射成功,这是举国欢庆的时刻。在中国科学院理化技术研究所,科学家们却开始思考⼀个问题:未来,航天事业要发展,需要依靠⼤型运载⽕箭,液氢液氧是推⼒⾼且环保的⽕箭推进剂,但氢⽓要在-253℃才能变为液态。因此想⽣产液氢,先要有⼤型低温制冷装置。此时,美国正在对中国禁售-250℃以下的低温制冷机及核⼼部件。

于是,2009年1⽉,理化所科学家主动向中国科学院请缨,申请攻下⼤型氢氦低温制冷技术的“堡垒”。⼀场⼤型低温制冷装备国产化攻坚战悄然开始。

2010年⾄2015年,在财政部和中国科学院共同⽀持下,“⼤型低温制冷设备研制”项⽬取得成功,使我国初步具备⼤型液氢温区低温制冷装备研制能⼒。但对于科学家来说,征途才刚刚起步。从“⼗⼆五”时期起,我国部署了⼤量⼤科学装置项⽬,对更低温区的低温制冷机的需求骤增。理化所领导班⼦认为:“我们不能只满⾜于做到液氢温区,还要继续往下降,覆盖全温区,降到液氦温区甚⾄超流氦温区。”

2016年9⽉,250瓦液氦系统开始调试,没想到开机⼀试,就出了问题:温度降不下去。为了赶进度,团队成员住进⼤⼚房,没⽇没夜地⼲了⼀个多⽉,总算找到了问题调试进度也随之顺畅起来。2017年10⽉,250瓦液氦温区制冷机通过专家验收,关键部件国产化率100%。2019年9⽉,2500瓦⼤型液氦温区制冷系统性能达到设计指标。

2020年10⽉,线圈更换完毕,第⼗⼆次联调开始这⼀次,他们要挑战72⼩时。1⼩时、5⼩时、7⼩时、10⼩时……这是成功的征兆,12⼩时、24⼩时、36⼩时、48⼩时……系统依然平稳,直到10⽉20⽇,设备平稳运⾏72⼩时。“这件事终于完成了!”⼤家肩上的压⼒松快下来。2020年12⽉29⽇,液氦、超流氦低温制冷装置通过专家组验收,从此,中国有了⾃⼰的“超级低温⼯⼚”。

在⽼⼀辈科学家积累的基础上,中国科学家仅⽤⼗余年,就⾛完了⻄⽅国家数⼗年的路。⽬前,⼤型低温制冷机已应⽤了18台(套)。科研⼈员感慨:“我们承担国家⼤项⽬,不光要把这项⽬完成了,⽽且要为国家⼤型低温产业打下基础。

”如今,我国⼤型低温制冷技术进⼊新的发展阶段,科学家的脚步没有停下来,他们正在⾯向国家需求,布局极低温⼤冷量制冷机研究,助⼒中国成为世界低温技术和低温产业⾼地,全⾯⽀撑国家战略资源、航空航天等发展。

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