我國自主研發(fā)出超流氦大型低溫制冷裝備

4月16日，從中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所獲悉，國家重大科研裝備研制項目“液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制”通過(guò)驗收及成果鑒定，我國具備了研制液氦溫度（－269℃）千瓦級和超流氦溫度（－271℃）百瓦級大型低溫制冷裝備的能力，打破了發(fā)達國家的技術(shù)壟斷。

項目成果鑒定專(zhuān)家組認為，該項目整體技術(shù)達到國際先進(jìn)水平，其中高穩定性離心式冷壓縮機技術(shù)和兆瓦級氦氣噴油式螺桿壓縮機技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。

五年攻關(guān)的背后是幾十年的技術(shù)積累

正如某些材料在特定溫度下會(huì )出現電阻為零的超導現象一樣，一些材料在特定溫度下，也會(huì )出現流阻為零的超流現象。

當溫度低到－271℃時(shí)，液氦就會(huì )變成超流氦?！按藭r(shí)，流阻變?yōu)榱?，而且還會(huì )出現杯子內的液氦能夠沿著(zhù)杯子壁流到杯子外面等奇特現象?！表椖渴紫茖W(xué)家、中科院理化所研究員李青說(shuō)。

液氦是制造超低溫的“神器”。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國已成為大型低溫制冷設備的使用大國。

“然而，由于缺乏大型低溫制冷系統、關(guān)鍵子設備及集成技術(shù)，我國大型低溫制冷裝備長(cháng)期被國外壟斷，幾乎全部依賴(lài)進(jìn)口?！敝锌圃豪砘h委副書(shū)記劉新建坦言。

2015年12月，中科院理化所開(kāi)始啟動(dòng)液氦到超流氦溫區大型低溫制冷設備的研制工作?！皬闹袊茖W(xué)院院士洪朝生，到中國科學(xué)院院士周遠，在幾十年低溫技術(shù)積累的基礎上，我們堅持走自主創(chuàng )新道路，經(jīng)過(guò)5年多的拼搏奮斗，在液氫溫度（－253℃）制冷機的基礎上，今天終于自主研制出了技術(shù)指標為[email protected]和500W@2K的大型氦制冷機?！崩钋嗾f(shuō)。

“該裝備的研制成功，不僅可以滿(mǎn)足大科學(xué)工程、航天工程、氦資源開(kāi)發(fā)等國家戰略高技術(shù)發(fā)展的迫切需要，而且可以促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展?！眲⑿陆ǔ錆M(mǎn)自豪。

項目打造了“邊研究、邊應用、邊轉化”發(fā)展模式

該項目在應用和成果轉化方面也獲得重要進(jìn)展，打造了“邊研究、邊應用、邊轉化”的發(fā)展模式。2016年，依托于該重大科研裝備研制項目產(chǎn)生的核心技術(shù)，中科院理化所聯(lián)合社會(huì )資本共同創(chuàng )立科技成果轉化企業(yè)——北京中科富海低溫科技有限公司。

百瓦級大型制冷機實(shí)現了成功應用，包括用于寧夏鹽池液化天然氣閃蒸汽提氦項目，初步打通了我國氦資源開(kāi)發(fā)的技術(shù)鏈條；應用于國內直線(xiàn)加速器；出口應用于韓國核聚變大科學(xué)裝置（KSTAR）等，得到用戶(hù)廣泛認可，支撐了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

更重要的是，項目的成功實(shí)施，培育了20余家優(yōu)秀配套企業(yè)，通過(guò)與配套企業(yè)開(kāi)展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，增強了企業(yè)的制造和創(chuàng )新能力，提升了企業(yè)工藝工程化水平，帶動(dòng)我國高端氦螺桿壓縮機、低溫換熱器和低溫閥門(mén)等行業(yè)的快速發(fā)展，提高了一批高科技制造企業(yè)的核心競爭力，使相關(guān)技術(shù)實(shí)現了從無(wú)到有、從低端到高端的提升，在我國初步形成了功能齊全、分工明確的低溫產(chǎn)業(yè)群。

“未來(lái)，我們將繼續開(kāi)展萬(wàn)瓦級制冷機和液化器技術(shù)攻關(guān)和裝備研制，為滿(mǎn)足量子科技發(fā)展和應用，布局mK級大冷量制冷機的研究?！眲⑿陆ㄕf(shuō)道。

來(lái)源：科技日報

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