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1、21 世纪强磁场应用的展望(1)：摘要 20 世纪下半叶超导与永磁强磁场技术已成熟到可提供满足各种需求的强磁场装置，开始形成了相应高技术产业，并在积极开拓着多方面应用，本方介绍了有关进展并期望 21 世纪将发展成一个强有力的新兴产业。关键词强磁场技术与应用产业化 六十年代发现了实用超导材料，八十年代出现了性质优良的钕铁硼永磁材料，使人们可以不耗费很大的电功率获得大体积持续的强磁场，发展超导与永磁强磁场技术是 20 世纪下半叶电工新技术发展的一个重要方面。在各国高能物理、核物理、核聚变，磁流体发电等大型科技计划推动下，整个技术得到了良好的发展。低温铌钛合金及铌三锡复合超导线与钕铁硼永磁材料已形成
2、产业，可进行批量生产。人们已研制成功了 15 特斯拉以下各种场强，各种磁场形态，大体积的可长期可靠运行的强磁场装置，积极推进着强磁场在各方面的应用。1998 年 3 月投入运行的日本名古屋核融合科学研究所的核聚变研究用的大型螺旋装置（LHD）是当今超导磁体技术水平的典型代表。装置本体外径 135m，高 8.8m，总重约 1600t，其中 4.2K 冷重约 850t。它有两个主半径 39m，平均小半径0975m，绕环 10 圈的螺旋线圈，三对内径分别为 3.2、54 和 108m 的极向场螺管线圈，中心磁场前期为 3 特斯拉（4.2K），后期为 4 特斯拉（18K），磁场总储能将达 16 亿 J
3、。超导强磁场装置需在液氦温度下运行，从使用出发，努力减少漏热以降低液氦消耗和研制配备方便可靠的低温制冷系统有着重要的意义。经不断努力改进，一些零液氦消耗和无液氦的超导磁体系统已在可靠的使用，它们只需配有小型的制冷装置即可持续运行，不需专人维护，使应用范围大大扩大。：随着超导与永磁强磁场技术的成熟，强磁场的多方面应用也得到了蓬勃发展，与各种科学仪器配套的小型强磁场装置已形成了一定规模的产品，做为磁场应用技术的核磁共振技术，磁分离技术与磁悬浮技术继续开拓着多方面的新型应用，形成了一些新型产品与样机，磁拉硅单晶生长炉也成为产品得到了实际应用。医疗用磁成像装置已真正成为一定规模的产业，全世界已有几千台
4、超导与永磁磁成像装置在医院使用，我国也有永磁装置在小批量生产，研制成功了几台0610 特斯拉的超导装置。除继续扩大医疗应用猓正在努力开拓应用磁成像装置于工业生产过程监测与食品选择，最近，日本进行了用于检测西瓜糖含量与空穴及用于辨别 Salmon 鱼雌雄性的实验，取得了有意义的结果。用于高岭土提纯的超导高梯度磁选机已有十余台在生产运行，磁拉硅单晶生长炉也已开始使用，但尚未形成规模，中国科学院电工研究所与低温工程中心曾在九十年代初研制成功超导磁分离工业样机，试制成功了两套单晶炉用超导磁体系统，为产品的形成奠定了基础。总起来说，超导与永磁磁体技术已经成熟到可以提供不同场强，形态的大体积强磁场装置，开始形成了相应的高技术产业，但大规模产业的形成与发展还有赖于积极地进一步开拓强磁场应用，特别是可能形成大规模市场产品的开拓，根据不完全的了解，目前主要进行的工作有：