回顾超导百年 共话产业发展_热闹非凡写一段话
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回顾超导百年
共话产业发展
“超导百年
西安论坛”在经开区成功举办
8月21日至23日,“超导百年西安论坛”在西安经开区东晋桃源国际酒店会议中心隆重举行。来自中国科学院、中国工程院,以及全国各地30多个知名高校、科研院所、高新企业的院士、科学家、学术带头人以及众多的青年专家等百余名超导科技界精英欢聚一堂共同庆祝超导现象发现100周年。
本次论坛由中国超导材料研究学会超导材料技术委员会和国家超导技术联合研究开发中心主办,西安市经开区管委会、西北有色金属研究院和西部超导材料科技有限公司承办。原国家科技部超导专家委员会的三位首席科学家——北京大学的中国科学院院士甘子钊、中国科学院物理研究所的中国科学院院士杨国桢、西北有色金属研究院的中国工程院院士周廉,以及超导界著名科学家中国科学院物理研究所的中国科学院院士赵忠贤、中国科学技术大学的中国科学院院士张裕恒、上海电缆研究所的中国工程院院士黄崇祺参加了本次活动。国家科技部高技术研究发展中心、科技部ITER计划执行中心、中国工程院等单位领导光临指导,陕西省科技工委书记、科技厅厅长奚正平,西安经开区管委会主任贾生林出席会议并致辞。
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超导材料研究技术是21世纪具有经济战略意义的高新技术,也是一个具有巨大潜在的商业运用前景的高技术产业。西安经开区作为我省发展战略性新兴产业的重要承载区,以西北有色金属研究院和其创办的西部超导公司为代表,目前已形成具有国际先进、国内一流、规模化的超导新材料研发应用体系和生产基地,以及国际上目前唯一的低温超导合金棒材及线材全流程生产企业,并成为国际热核聚变项目用低温超导线材的供货商,制备的超导材料性能先后三次创世界最好水平。
自2007年经开区承担国家级陕西新材料成果转化及产业化基地建设工作以来,不断加大对新材料生产、研发型企业的招商引资力度和产业集群建设力度。目前已形成金属材料、光伏材料、光电子材料和非金属复合材料四大发展方向、产业特色鲜明、竞争优势明显的产业发展格局,拥有国际一流的超导材料产业基地和亚洲最大的无缝钛管生产厂。其中包括西部超导、天力金属、西部钛业、西工大超晶、菲尔特金属等43家从事新材料研发、生产的企业。今年上半年,新材料产业,实现规模以上工业总产值22亿元,同比增长72.1%,预计到“十二五”末,新材料产业产值将突破200亿元,将成为全国重要的新材料产业基地,和最具国际影响力的超导材料产业基地。
中国科学院院士赵忠贤: 百年超导
魅力不减
有人认为21世纪电力工业的技术储备有两个,一个是超导,另一个是智能电网。超导体可以广泛用于能源、信息技术、生物医学、交通运输和航空航天等领域。在弱电应用方面,人类利用超导体的隧道效应,作出的器件能够检测出相当于地球磁场几亿分之一的变化,世界上找不到比它更灵敏的电磁信号检测器件,其灵敏度理论上只受量子力学测不准原理的限制;利用交流超导隧道效应制备的电压基准已经代替了化学电池电压基准;世界上最快的模数转换器和最精密的陀螺仪都已利用超导体实现了。高温超导的微波器件已经得到较多的应用,高温超导的微波器件不仅在雷达等方面得到应用,也在移动通讯方面开始发挥重要作用。例如,北美已经有几千台的超导滤波器应用于移动通讯基站;清华大学建立一个示范小区。
在强电、能源有关方面。超导技术是电力工业的一个革命性的技术储备;是新一代的舰船推动系统的基础;是磁约束受控核聚变不可替代的制备强磁体的材料。中国已经参加ITER计划。西北院能完全可以保障超导线的供应;多数医用核磁共振成像设备和高分辨率的NMR用的强场磁体也是超导的。超导磁悬浮列车也是很有优势的。那么这就是核词共振成像的磁体,是加速器用的磁体,这是用于自用电子激光器的超导谐振腔。在电缆方面,美国要建立一个超级变电站,把美国大陆上三个电网连接起来,建立一个新的巨大的智能电网,以吸收更多的硌带状能源,这个连接的导线,现在准备用超导电缆,最长度大概有45公里左右。
在面对空前的发展机遇的同时,超导发展也同样面临两大挑战。第一,对铜氧化合物超导体及新发现的超导体的微观机理的探究,会极大推动凝聚态物理学的新发展;第二,探索更适于应用或更高临界温度,如高于110K可实用化的超导体(LNG温区)甚至室温超导体。这两个方面就是两大挑战。
室温超导体能否找到,既没有成功的理论肯定,也没有成功的理论否定。而事实上,临界温度一直在提高,新的超导体在不断地被发现。对于金属氢可能是室温的研究也在不断有新的进展,如果发现室温超导体,其影响是无法估计的,有可能像集成电路那样成为带动世界经济社会发展的新的增长点。
超导已经开始造福人类并有着广泛的应用前景。21世纪一定有新的技术成为经济的新增长点,在超导材料方面的突破有可能是候选者。对超导电性的深入认识,将会一直推动着量子力学和物理学的发展,为高温超导体的发现又带来了新的机遇和挑战,这是一个充满挑战与发现的领域。中国科学家应该也能够为人类的文明作出新的、无愧于我们先人的贡献,探索高温超导体和解决其机理的问题就是最好的选择之一。
ITER计划执行中心副主任罗德隆:
中国ITER计划执行进展
ITER计划即国际热核聚变实验堆计划,它是世界上第一个聚变实验堆,是最终实现磁约束聚变能商业化必不可少的关键一步。这项计划是我国参加的最大的大科学工程国际合作项目,具有重要的政治、经济和外交战略意义,充满了极大的机遇和挑战。
我国是2003年2月开始加入ITER计划谈判,在这之前我们国内的专家、学者们做了大量的调研,进行了充分的论证,最后国务院统一批准,由科技部牵头来参加谈判,当时在国际上已经是第8次谈判,在圣彼得堡参加了第8次谈判,前面是2001年开始谈,谈了7次之后中国加入。在我国加入ITER计划谈判以后,差不多4年左右的时间,经过艰苦的谈判,于2006年最后完成了谈判,各方由政府代表,我们国家当时是科技部的徐冠华部长代表中国政府签的,各方也都是由部长级的领导去签了《组织协定》及相关共识,所谓共识就是经费如何分担,还有厂址建在哪等等这样的一些共识。
2007年10月,ITER国际聚变能组织正式成立,它在国际上是一个全新的国际组织,享有和其他国际组织的特权。同年,我国国务院专门批准设立ITER计划专项,对中国参与ITER计划给予经费和组织上面的保证。
我们参加ITER计划,并不是为了简单地把ITER装置建好,而是应该在我们国家形成一个自主创新,能够研发聚变能力的团队。为了这样一个目的我们就专门安排了国内的配套计划,在以参加ITER计划为契机,能够培养我们的人才,加强目前国内两个主要的聚变研究核试验的能力,为今后ITER建好之后做好我们实验的准备,不要为别人做嫁衣,所以我们一定要在现有的实验装置上做好实验准备。
ITER计划是解决未来能源问题、环境问题、社会可持续发展问题甚至世界和平问题的重要途径,关系到国际民生和我国和谐社会的建立,计划投资大、周期长,需要巨大的人力、物力和财力支持,超导体和线圈占我国采购包一半左右。目前我们的工作人员还不够,我希望有一些年轻人也多关注ITER计划。我们国家想真正能够更多地获得知识产权的话,一定要派更多的人去,现在我们人相对还比较少,我希望能够有更多的人派到ITER所里面去。
西北有色金属研究院教授张平祥: 低温超导进展
我国低温超导材料的发展,是国际上低温超导材料发展的一个里程碑。我国第一根单芯铌钛线是1965年做出来的,多芯线到1972年,那么到2003年、2004年以后,我们开始了产业化的建设。我们在上世纪80年代做到了最好水平,90年代的时候,中式水平也应该说在各个产业公司里面最好的水平。那么ITER计划开始之后,从2004年,开始我们进行针对ITER的铌三锡的内锡法研究,2006年又开始青铜法的研究,就是标准了ITER的标准。
我国的低温超导材料在研究上基本上和国际是同步的,水平也一直处在国际前列。以ITER计划为目标,2003年,我们成立了西部超导公司,开始了低温超导生产线的建设,目前这个生产线已经建成。今年已经正式开始了铌钛和铌三锡的批量化生产,现在在超导公司和西北院的超导所,专门从事低温超导材料研发及生产的有200多人的团队,从事钛合金的生产和研发。建成的超导生产线已具备了年产300吨铌钛和100吨铌三锡的能力。我们也去过国际上几家超导生产线,像美国的、欧洲的、日本的,应该说这条超导生产线,在硬件装备上是最先进的。
未来想进一步发展我们国家的超导磁体的产业,在前年的MT21会议上,我国每年超导磁体消费采购10个亿,针对如此大的市场需求,西部超导公司和日本超导公司,联合成立了一个西安巨能超导磁体有限公司目前是两种磁体,大磁体,希望通过这个提升我们国家的磁体技术,一个是MCZ,这个MCZ就是用于12英速以上单晶硅的磁体,那么大尺寸的单晶硅不容易做,影响因素主要两个方面,一个是液面的稳定性,另外一个方面就是杂质元素,像氢氧氮这类杂质元素的提纯,那么在5000高速的超导磁体下,它能起到这两方面作用,一个方面是稳定液面,一个方面把氮等杂质元素,在磁场上,排在边上去,这个磁体的开发,后面对于我们国家制造大尺寸单晶硅的装备,提供了一个基础,那么目前,这个磁体非常大,六吨重,整个开口是一米多,中间把单晶硅的炉子放在中间,这个技术我们已经派人培训回来了,马上就开始生产。另外,我们认为稀土涨价以后,永磁的MRI价格很高,已经基本上停止了,这就给超导的MIR带来的非常大的机遇,应用在我们国家医疗方面,所以我们想抓住这个机遇,迅速开展磁体的生产,目前超导线生产已经没有问题了。
中国工程院院士周廉:
超导的未来
我国低温超导从实验室技术开始,基础研究和工艺研究已经走向工程化、产业化的最前沿,将对ITER项目发挥重要作用,63%的铌钛线是由西部超导公司提供的,百分之十几的铌酸锡也是西部超导公司提供,这个量还是有一定分量的。另外,我们的高温超导基础研究成绩更是斐然,特别是近3年,铁硒超导体发现之后,中国在世界上作出了非常好的成绩,今天我们铁硒超导体已占到世界领域中的“大半江山”。纪念超导百年的时候,世界上有很多活动,我看了一下英国的杂志社拿出25篇文章,其中有6、7篇文章是中国人的,是铁硒超导体,这样的成绩和贡献是很振动的。我们铁硒超导体最近几年在国际上有非常大的反响,目前中国超导研究在国际中的分量是举足轻重的。
在纪念超导体发现100年之际,我国的超导研究已进行了60年,这60年我国超导研究站走在了世界的前列,随着超导材料应用的不断宽泛应用,不仅让我想到超导的第二个百年会是什么样子?我想超导的发展依然是最令国际科研人员振奋的事情,也是最具有最挑战性的领域之一。国际上最近有很多新的进展,第一个就是目前的研究工具、研究手段,比如AIPES,以扫描电子透镜等为新型超导体的电子结构和相图提供了大量的观察结构。在铁硒超导体上有很多新的性质是别的所没有的,这为超导未来的探究带来了新希望;另外,对高温超导体的起因有可能会有许多新的认识,材料与科学工程新进展,会改进他们的使用条件,将会有优于现有超导体的新的一些类别出现。比如说加拿大最近卖给美国一个量子计算机,据说这个芯片已经不是硅了而是超导体,在这个第一屏的MRI上能够探索出肌肉的肿瘤,这也是很多民用的进展,很多很多进展。
我觉得中国应该继续重视超导技术研究、超导工程研究和超导应用研究。第一我们现在不是以前,20年之前,是有国家超导专业委员会,有超导中心的时代了,我想国家也应该制备一个特别的超导发展计划,而不是分散的,超导计划当中也应该有很多对接,你除了863、973,他们也有很多对接,所以在973当中我们列了一项超导引导计划,对新的超导体发现有很大的创新,以闻海虎教授为主力拿了1亿投资,现在的973当中又新开一个领域叫工程领域,这个领域将有可能列入我们的一些超导应用和低温制冷,比如超导电力、超导储能,也能得到批准,因为不在材料领域了,那就有可能批准。
最后我想说,超导的未来寄托于年轻一代,我们这些70岁以上老一辈超导研究者都把中国超导的希望寄托于年轻一代,你们不应该太散,应该组织起来,有合力给国家作出应有的贡献。