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大对撞机有望推升中国尖端工业

来源:科技日报 作者:高博 2017-11-09 14:47:26
  11月7日下午,中国科学院高能物理研究所开了一场前所未有的碰头会。来自全国四十多家不同行业的科技企业,来这里商量一件大事——物理学界瞩目的“大对撞机”构想。

  建设环形正负电子对撞机—超级质子质子对撞机(CEPC-SppC)是我国高能物理学界2012年提出的设想。近年来,中科院高能所一直在推进项目的设计和预研工作,目前设计方案和技术预研计划已基本成型。11月7日相关企业联合成立“CEPC产业促进会”,以促进技术研发,协调相关资源,并推动项目进展。中科院高能所所长王贻芳报告说:CEPC将培育一批国际领先的中国企业。

  大对撞机利用高速粒子对撞出高能量,揭示极端物理现象。去年9月,关于大对撞机的辩论曾吸引舆论。反对者认为耗资巨大却希望渺然;支持者则认为大对撞机将使中国成为世界物理学研究中心,并刺激工业技术进步。

  “CEPC提出了前所未有的高标准,”王贻芳告诉科技日报记者,“我们需要的许多设备,中国现在还生产不了,而我们的国产化率目标是95%。这些相关的关键技术是未来加速器所必需的,也会在其他领域得到应用,产生极其重要的影响。”

  王贻芳说,CEPC项目将推动中国企业在低温、精密机械、真空、电子、抗辐照芯片、自动控制、计算机等领域领先世界。“比如,项目可广泛用于加速器、广播、通讯、雷达等,并可扩展至民用领域的微波功率源,后者效率目前只有65%,我们的目标是提高到80%,目前该项工作已与工业界建立了合作。”王贻芳说。

  大对撞机也会极大地推动高温超导的应用。“大对撞机需要性价比高、稳定的高温超导设备。”王贻芳说。高温超导设备如果应用,将拉动多个工业领域的发展。中国最著名的超导研究者赵忠贤院士也加入了“实用化高温超导材料产学研合作组”的技术顾问委员会。

  高能所期望CEPC在“十四五”期间开建;2038年左右利用CEPC的巨大圆形轨道开建SppC。王贻芳说,CEPC也将是一个唯一的光子能量可达20 MeV以上的高能同步辐射光源,能量将超过世界上所有运行和在建的光源,可用于核反应、材料学、微加工和极端条件实验等等,成为独一份的科研资源。

  “CEPC-SppC产业促进会”成立了由五家企业代表组成的工作小组。“CEPC的大型超导腔需要极低温度。我们的高端制冷机通常是大型氦压缩机加上每分钟20万转以上的透平膨胀机。”该工作委员会组长,北京中科富海低温科技公司总经理高金林告诉科技日报记者,“国内使用的高级透平膨胀机,都来自德国的林德公司和法国的法液控公司。我们做出了可降温到4.5K的250瓦的样机。而CEPC需要12千瓦的机器,等于扩大几十倍。”高金林说,挑战一旦攻克,能源工业和航天工业将因为低成本液氢储存而受益。另外还可以从天然气里提取氦这一战略资源。

  该突破还将推动低温超导磁悬浮列车研制,它比中国已有的永磁体悬浮列车更省电。“日本正在建设的超导磁悬浮列车新干线,来自住友重工20多年研发出的制冷机。”高金林说,“CEPC项目将驱动制造业转型升级。”
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