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中科院老科协举行2023年度首场学术沙龙

发布时间:2023-05-04 点击量:1535

近日,一场题为“超导前沿科技及其在高场粒子加速器中的应用”的学术沙龙活动在中科院物理所举行。本次学术沙龙由中国老科协、中科院老科协联合主办,中科院老科协物理所分会承办,分会理事长吴令安研究员主持。中科院老科协副理事长陈树堂、赵震声等出席了这次活动。

吴令安研究员首先介绍了到会领导和各位专家,接着介绍了本期学术沙龙内容。她说,这次学术沙龙题目是围绕物理所的重点研究领域超导研究展开,包括超导前沿科技和超导在高场粒子加速器中的应用,将从基础科研和实际应用两个维度出发,力图让参加人员对超导前沿研究有一个较为全面的了解,并就超导技术的应用前景展开讨论。

来自物理所超导实验室的罗会仟研究员主要从事高温超导和磁性材料的中子散射实验研究,也是一位科普作家。他为本场学术沙龙活动作的主旨报告题为《超导百年探索之路》。罗会仟的报告从对电阻的基本认识,讲到超导的主要性质和应用场景,重点讲了超导材料的探索历程和不同类型超导体发现的故事。他说,在整个一百多年来的超导研究历史中,不同种类的超导体相继被发现,超导的临界温度不断被刷新。他介绍了这几年发展比较快的有可能实现室温超导的研究,以及未来有什么新的途径和方法进行新超导材料的探索。罗会仟最后总结为:超导有百余年的历史,发现是意料之外也在情理之中,当然机遇喜欢有准备的人,超导的未来仍然是充满惊喜的!

接着,高能物理所徐庆金研究员作《超导加速器磁体基础及前沿进展》邀请报告。他首先介绍了一些粒子加速器相关的基础知识,以及加速器磁体对超导的需求,然后回顾了从20世纪70年代起的四十余年间,国际上若干粒子加速器的建设和性能指标,以及中国粒子物理学家提出的正负电子对撞机(SPPC)。他说加速器领域是超导技术发展非常重要的推动力,加速器、核聚变这类大科学装置的建立,极大地推动了应用超导技术的发展及产业化。接下来他向大家介绍了目前加速器用高场超导磁体研究的最新进展,他们自己团队实现的12.4 T加速器二极磁体达到国际先进水平。最后他介绍大型强子对撞机(HL-LHC)正在升级其磁体系统,中国与其他国家一道通过协议加入该项目,并且已经做出突出贡献。

在场的专家自始至终全神贯注听取两个报告,中间还有插话提问。报告后大家就超导材料探索、实用化超导材料、磁悬浮等超导技术应用问题展开了热烈讨论。

关于超导材料探索,吴令安研究员提出:现在蛋白质、抗原、抗体结构都能够用AI来预测,我们的超导研究机构应该有这样的资源吧,是否可预言室温超导体的材料?报告人罗会仟则回答:首先要从建立数据库出发,做全世界通用的、标准化的实验数据库,积累足够多的数据,AI才可以发挥其作用。海量材料数据库,包括物理所在建的Atomly材料科学数据库和吉林大学的Calypso数据库,囊括所有材料结构与性质。大数据加上物理所提出的材料基因库概念,将来可能实现人工智能、机器学习筛选材料。室温超导体很复杂,目前还没有,高压是一个很好的探索途径。

关于实用化超导材料的问题,张闯研究员提出,这一百年来超导从原理到技术的发展、材料以及应用取得了很大的成果,现在也许是可以继续寻找更好的材料,铜基、铁基以及别的材料,或者还有什么着力点,找到更高的温度甚至室温能够应用的材料。在超导理论和实验发展当中很重要的方面是BCS理论的发现,使得低温材料研究得到了很大的发展。他认为对各种高温超导材料的研究,应该把理论做完善,能够发现类似于BCS这样的理论,使得我们向更加好的性能材料、更加符合应用的材料进行拓展。

张闯研究员还提到,超导应用要解决材料可加工性问题,特别是高温超导材料非常脆,做成导线也比较困难。现采用在基底材料上镀高温超导薄膜的方式来改善加工性能,这层膜即便载流能力非常强,但是截面比较小,真正加载的电流量也有限,而且价格也比较高。铁基比铜基可能会好一些。目前在工程上使用的超导材料,大部分还是铌钛,没有到真正的高温超导,工作温度还是在4.2K左右。可加工性能是下一步非常关切的,从技术上和工艺上需要解决。超导腔我们制作得很不错,目前主要以纯铌作为材料,也研究在铜上镀铌,还考虑过二硼化镁薄膜。射频腔的形状更加地复杂,对机械加工性能要求也比较高,主要靠其它的材料保证机械加工性能和形状,性价比就无法得到保证了,所以需要共同的努力。与搞超导的前沿科学研究者一起进行研究,找到这样的材料,使得我们能更好的应用新型超导材料。

磁悬浮问题引起大家的关注:吴令安研究员首先提出对超导用在高铁上的怀疑。她说,要达到低温、维持低温的功耗很大,用超导的设备是否合算?麦振洪研究员也谈到对最近有媒体播出磁悬浮在真空管道里达到每小时4000公里的新闻表示怀疑。金铎研究员认为那个技术一定要在旅途非常长、速度非常快的需求中才有经济价值,这是一种驱动,使得科学家和工程师们觉得为此长期的努力是值得的,在真空管里才可以达到那样的速度。

最后,中科院老科协赵震声副理事长发言。他说,听了两个报告和大家的发言,收获非常多。物理所是我国最早成立的研究机构之一,历史悠久,尤其是在物理界是令人久仰的一个研究所,为我国做出了很大的贡献。当年赵忠贤先生做高温超导的结果在国内外引起轰动,让我们中国人非常自豪。这些年我们国家无论是超导基础研究还是在粒子加速器领域都取得了长足的进步,至少是在国际前沿。能够把优势保持下去是靠科学家的努力,也是靠我国的实力。他还简要介绍了中国科学院老科协去年的主要工作。

本次学术沙龙活动得到院老科协的指导和支持。中科院高能物理所分会张闯理事长、天文台分会屠乃琪秘书长以及中国老科协成员、北京大学物理学院朱星教授作为同行专家应邀参加了这次学术活动。此外,20多位物理所老科技工作者参加了本次活动,其中包括多位长期在物理所超导实验室工作过的老一代专家,他们在讨论中积极发表自己的想法、提出问题,对本次活动给与高度评价。物理所分会理事会成员参加了本次活动。

转自“北京老科技工作者之家”微信公众号

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