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【北京竞报】超导时代会带来什么?
  作者:    日期:2009-07-27     信息来源: 【背景色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 】  【字体:
 
作者:施剑松 日期:2007-08-08 信息来源:竞报  【背景色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色) 】  【字体:
 

记者 施剑松
 
 
  现在没有什么地方是没有电磁场的,人全身都是电磁场,衣服和人体摩擦一下会产生静电,人体内各种生命活动有生物电作用。这种被称为超导量子干涉仪的超导探测设备在这些极为微弱的电磁信号探测方面都能发挥巨大作用。例如,采用超导核磁共振系统扫描可以极大地提高人体疾病的早期发现率。2004年,北京大学一位老师接受了采用超导量子干涉仪研制成的心磁仪的检测。当时,研究人员在这位北大老师的心脏信号上发现了一个与别人不同的信号波峰。当时研究人员还不知道这个信号波峰的涵义。9个月后,谜底揭开,这位老师在9个月后被发现患上了心脏病。
 
   能装亿度高温粒子的超导笼子
 
  今年6月,中国的“人造太阳”———托卡马克装置已经在合肥中科院等离子体研究所研制成功,今年8月将正式通电运行。在这个为实现人工可控核聚变的重大科学工程中,超导技术同样发挥着关键的作用。
 
  核聚变科学家们早就实现了,氢弹爆炸就是一个核聚变反应过程。但长期以来科学家们一直面临的关键问题,是如何将核聚变反应中瞬间释放的巨大能量约束起来,慢慢释放。现在超导技术提供了这样的可能性。
 
  核聚变反应时,反应过程中反应堆内部温度高达1亿~2亿℃,自然界中没有任何材料可以包容这么高温度的物质。而利用超导材料制成的磁体能产生强磁场,可以作为“磁封闭体”,用磁场将热核反应堆中的超高温等离子体包围、约束起来,然后慢慢释放,从而使受控核聚变能源成为21世纪前景广阔的新能源。
 
  丁肇中邀中国科学家太空探索反物质
 
  科学家们已经在实验室里发现了反中子、反质子,但一直没有发现反原子。著名华裔物理学家丁肇中正在推进一个国际合作项目,目标就是探索宇宙中究竟有没有反物质和暗物质。中科院电工研究所已经接到丁肇中的邀请,加入这次充满未知的科研探索。
 
  “这是一个由华裔物理学家丁肇中牵头的国际科学合作组,科学家们计划将一个大型超导磁谱仪送入太空,用于捕捉反物质高能粒子。如果发现了反原子,很可能就意味着存在反物质构成的世界。”中科院电工研究所参加该项目的戴银明副研究员告诉记者。
 
  作为丁肇中邀请的中国合作方之一,戴银明介绍说,“电工所参加了研制这台超导磁谱仪中关键的超导磁体部分。这是一个采用超导材料制成的环形超导磁体,工作时就会在环形空间中产生横向磁场。在太空中,当高能粒子通过这个环形磁体中间的横向磁场时就会发生偏转。科学家通过记录这些粒子能量的大小和偏转的路径就可以判断这些粒子的性质。”他举例说,“假如科学家们在太空中发现了反物质,将是可能获得诺贝尔奖的成果。”
 
  未来的比尔·盖茨可能就在这群人中
 
   “20年来,半导体工业催生了比尔·盖茨这一代千亿富豪,30年后,未来的比尔·盖茨一定会在我们这群人中产生。”几位从事超导研究的专家非常有信心地说。以现代IT产业的核心芯片技术为例,用超导材料制成的集成电路,在同样集成度下,运算速度可以比半导体芯片高100———1000倍。
 
  在超导领域流传的一句话,“如果说,牛顿力学从体力上解放了人类;半导体技术从脑力上解放了人类,那么超导技术将从任何一个方面解放人类。超导技术将彻底改变整个世界的面貌。”
 
 
 
  超导应用遭遇体制困境
 
 
  超导磁体研究是国际超导应用研究最活跃的领域,我国科学家在上世纪60年代也已经开展了相应的研究,并且取得了很多接近实用的成果。但实际应用的机会却很少。电工所研制的一台超导磁分离机的命运就是一个典型的缩影。
 
  上世纪80年代末,中科院电工所研制出一种超导磁分离设备。这种设备可以在较小的能耗下实现大强度的磁场。在研制过程中,研究小组与一家矿业公司达成协议,为这家公司的一处高岭土矿设计超导磁分离设备。这种设备一旦应用在矿场上,可以将高岭土中的含铁杂质清除,明显提高产品质量。然而当设备研制成功后,这家矿业公司已经被禁止开采那处矿产。矿场转到了私营矿主手中。研究人员找到了私营矿主,反复介绍超导设备的好处,矿主听了说,“你们的设备是好,但给我的开采合同只有两年,我不能花力气让别人占好处。”事情只好罢了。
 
  惠东博士曾在德国留学,他认为,目前中国在前沿研究和实际应用之间,缺乏从事技术转化的实体单位。“在德国有专门的公司采购先进技术,然后将技术转化成生产线,再销售给市场用户”,他说,“这样的单位,现在全国一家都没有”。他说,“让科学家独力把先进技术转化为成熟的产品交到用户手中明显是不现实的。有时候企业对科学家说,你研制的设备必须具有生产合格证,但高新技术制成的设备质量评定机构见都没见过,更谈不上懂,怎么发合格证。”
 
 
  超导时代什么时候来临
 
 
  超导时代将在什么时候来临?惠东说,超导时代真正来临还有赖于超导技术的进一步突破。其中包括超导材料制备的重大突破,比如进一步提高超导材料的临界温度;提高超导材料的载流特性;此外,制冷技术有大的突破,可以实现长期高效免维护运行。