今年2月，專家組在中國科學院強磁場科學中心完成對混合磁體工藝測試驗收，這也意味著中心順利完成國家“十一五”重大科技基礎設施“穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置”混合磁體的各項建設任務。

　　從2008年5月40T穩(wěn)態(tài)強磁場項目啟動，到2011年7月試驗磁體通電測試成功，國內首臺采用鈮三錫管內電纜導體的超導磁體研制完成;到2016年11月，混合磁體大口徑外超導磁體研制成功，獲得10特斯拉磁場，成為國際超導磁體技術發(fā)展的一個重要成功案例;再到外超導磁體和內水冷磁體成功合體，產生40特斯拉磁場強度，成為國際磁場強度第二高的穩(wěn)態(tài)磁體裝置——8年時間里，強磁場人完成了一個又一個跨越，但只有他們心里清楚自己經歷了怎樣的煎熬，收獲了多少悲與喜，以后的路又在何方。

　　選擇困難的混合磁體

　　混合磁體由內部水冷磁體和外部超導磁體組合而成。其中，水冷磁體必須解決材料和結構的優(yōu)化選擇、巨大電磁力和嚴峻的發(fā)熱問題;超導磁體孔徑巨大，導體的材料選擇、結構選擇和磁體生產工藝都是技術難題。

　　中國科學院合肥物質科學研究院院長、強磁場科學中心主任匡光力介紹道，此前，世界上沒有如此大型的鈮三錫超導磁體裝置能夠產生10特斯拉穩(wěn)態(tài)磁場，也沒有能產生10特斯拉穩(wěn)態(tài)磁場的超導磁體裝置能夠達到如此大的口徑。

　　不僅磁體本身是個挑戰(zhàn)，與之配合的數千萬瓦級的穩(wěn)態(tài)直流電源系統(tǒng)、低溫冷卻系統(tǒng)、去離子水冷卻系統(tǒng)等均是一個個不容置疑的難關。

　　比如，低溫閥箱是一個集真空環(huán)境、低溫液氮容器(液氮槽工作溫度77K)、低溫液氦容器(過冷槽工作溫度4.5K)、一對16KA高溫超導電流引線和13個WEKA低溫閥門于一身的十分特殊的非標壓力容器?！捌湓O計歷時五年，繪制圖紙1170余張，在約1.5立方的狹窄空間里累計使用各種規(guī)格管材累計總長2460米，閥箱總共焊縫數量5811條?！睆姶艌隹茖W中心研究員、磁體科學與技術部副主任歐陽崢嶸告訴《中國科學報》記者。

　　此前，國際上已有多個大型高場超導磁體因技術問題而失敗，而我國在高場超導磁體技術方面原有基礎薄弱?！盎旌洗朋w又是國際上追求更高穩(wěn)態(tài)極端場強的首選，選擇了它就注定選擇與困難結緣?！睆姶艌隹茖W中心研究員陳文革說。

　　與強磁場同喜同憂

　　為了安全，超導磁體組決定先研制一款磁場強度低、口徑小，但選材、加工工藝完全相同的試驗磁體，試驗磁體在2011年7月份通電測試成功，它是國內首臺采用鈮三錫管內電纜導體的超導磁體。

　　研制人員首次獲得莫大的喜悅與鼓勵，堅信“國產”高場混合磁體必能成功。同時據相關人員回憶，當時的通電測試過程“無數次的測試與調整，讓通電過程變得異常煎熬漫長”。

　　真正的混合磁體研制開始上馬，股線絞纜、穿管成型、繞制、超導接頭制作、熱處理、絕緣處理、裝配大工藝流程套著小工藝流程，任何一個環(huán)節(jié)差之毫厘、謬以千里，研制人員憋著氣有條不紊地一步步往下走，在每一個大節(jié)點小節(jié)點處，結果都扣人心弦，他們像坐過山車，在喜與憂的道路上奔跑，不得停歇。

　　長期小心再小心的工作狀態(tài)逐漸內化，陳文革的“膽子小”現在幾乎是全中心盡人皆知了。

　　箭在弦上 不得不發(fā)

　　2016年底混合磁體首次調試達到工程驗收指標——磁場強度達到40特斯拉，就在人們歡心鼓舞之時，卻在一次上電勵磁時磁體系統(tǒng)發(fā)生了故障。混合磁體驗收在即，一層厚厚的陰霾頓時籠罩強磁場中心。那段時間人人臉上沒有了笑容，緊張兮兮。

　　路上碰到匡光力的人感覺到他不像以前那樣歡快了，事實是他怎么可能活潑高興起來呢?他是整個工程的第一負責人，內外部的壓力都向他襲來。事后用他自己的話說：“度過了一段不是人過的日子?！薄澳箍撇幌嘈叛蹨I”，研制人員和時間賽跑，經七十天夜以繼日的追趕終使其得以恢復，順利進入到降溫階段。

　　1月20日，眼見著春節(jié)到了，匡光力召集大家召開工程會議?，F場氣氛給人的感覺就是一次緊急軍事會議。

　　內水冷磁體負責人高秉鈞說：“組內已經開過會，春節(jié)期間三人值班?！背瑢щ娫簇撠熑藙⑿幷f：“相關人員隨時候命。”超導磁體組潘引年老師說：“過年是小孩子的事，老了過不過都一樣。”中控組一群年輕人表示：“時刻準備，服從安排?！钡蜏亟M歐陽崢嶸老師說：“箭在弦上，已經到了不得不發(fā)的狀態(tài)?！?p>　　會議最后的決議是：各分系統(tǒng)分頭做好扎實準備，多考慮相關聯的系統(tǒng)，緊急情況下的預案要想周到，根據降溫進程，大年三十上午8點準時通電測試，中午在文化走廊吃年飯。戰(zhàn)斗的號角就這樣吹響了。

　　大年三十因降溫沒有到位，混合磁體終于在大年初四通電勵磁再次成功。強磁場中心微信群里一片歡騰，紅包滿天飛。

　　歷經8年，混合磁體研制團隊解決了諸多的結構設計和加工工藝難題以及配套的子系統(tǒng)研制問題。該混合磁體裝置的建成將有力地支撐我國物理、材料、化學、生命科學等多學科在極端條件下的基礎科學前沿探索，同時，研制混合磁體裝置有效地帶動了包括大型高場超導磁體技術在內的強磁場技術的發(fā)展。

　　人往往是這樣，等成功的激動已過，歡樂漸漸減退，就開始感受到未來還有更加艱巨的任務等著?？锕饬χ赋觯骸爸皟H是階段性地圓了強磁場科技人員的夢想，接下來強磁場中心將追求更高的穩(wěn)態(tài)磁場，向世界第一穩(wěn)態(tài)磁場挺進?！?p>