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上海超导公司掌握超导生产线核心技术 打破国外垄断

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-14  浏览次数:19
核心提示:上海超导科技股份有限公司(以下简称上海超导)材料事业部总经理表示,公司自研自建了第二代高温超导生产线和生产设备。这不仅标

上海超导科技股份有限公司(以下简称“上海超导”)材料事业部总经理表示,公司自研自建了第二代高温超导生产线和生产设备。这不仅标志着中国正式掌握了高性能第二代高温超导带材的核心生产技术,也极大地填补了中国在高端制造业生产装备上的空白。

基于超导材料的特性,超导材料在能源、医疗、交通、国防和大科学工程等方面有许多应用。在国内,上海超导的第二代高温超导带材生产也将在上述几个方面进行对接应用。目前,上海超导生产的超导材料国内市场占有率达到80%,并已经开拓国际市场。

基于超导材料零电阻的特性,超导电缆成为大容量电力输送的最佳技术方案之一。据朱佳敏介绍,新一代超导电缆可采用第二代高温超导材料作为电流传输层,其载流能力至少可达同等尺寸的铜导线的5-10倍。同时输电损耗较常规电缆降低70-80%,且环境友好,无电磁辐射/热辐射。
国际上,德国和美国在超导电缆领域已经有所布局。2008年,美国纽约长岛电力局和美国超导公司联合宣布世界上第一条高温超导电缆已在商业电网中投入运行。2013年德国启动在埃森市区铺设世界上最长的高温超导电缆,这条输电电压为10千伏的陶瓷电缆,长1公里、直径仅15厘米,输电功率达40兆瓦。2014年,该电缆还被成功接入德国埃森市电网并投入使用。

当前,中国相关单位已经开始筹建商业级别的实际供电的超导电缆,在未来5-10年内将有数百公里的超导电缆并网替代传统电缆,以满足长距离低损耗输电和密集城市电力增容的迫切需求。

另一个超导材料的应用领域是超导磁悬浮列车。在探访上海超导总部时,记者发现展览厅里有一辆“冒白烟”的小车正快速运行在圆形轨道上方,同时还有“冒白烟”的小飞碟正稳稳地悬浮在磁体轨道下方。
据上海超导的研究员介绍,能产生这两个现象是因为他们将上海自主生产的二代高温超导带材编制成小薄块置于小车和小飞碟内,通过液氮(温度为-196℃)给小车和小飞碟降温,使超导材料达到超导态,以保证超导材料的完全抗磁性与量子锁定能力。因此,被液氮降温的小车和小飞碟可以正向或反向悬浮在永磁体上/下,或是顺着永磁体轨道快速悬浮“飞行”。

科学家们正在将这一原理用在轨道交通上,打造未来高铁——超导低空列车。因为没有与地面的摩擦力,超导低空列车只受空气阻力影响,速度较高铁可提高2-3倍。目前,国外科学家已利用该技术实现了603km/h的全球轨道交通最高时速,并于2014年开始在东京与名古屋之间兴建第一条商用化的超导低空列车运行线。如果未来超导低空列车能实现在真空管道内运行,那运行时速有可能达到1500-2000km/h甚至以上。

超导材料还在可控核聚变领域有重要应用。国际上,以ITER项目为代表的基于托卡马克技术的可控核聚变发电装置已走入商用样机研制阶段,该类装置具有体积小、能耗低、无污染、无核废料等优势,将彻底改变未来世界能源格局。目前,全世界有数十家单位正在开展相关研发工作,随着二代高温超导材料性价比的继续提高,将带动可控核聚变发电装置核心部件超导磁体的性能提升和成本下降,从而大大加快装置的开发进度。

上海超导也在积极参与国内可控核聚变的项目。目前已开始为国际主要可控核聚变发电装置生产商批量供应材料。

在科研装置上,超导材料还在粒子加速器领域发挥作用。粒子加速器是利用磁体磁场对特定粒子进行磁约束,从而进行科学实验和其他微观应用的装置。全世界在建和在筹的此类工程有数十项,都具有投资金额巨大(数十亿乃至数百亿),持续周期长(十几年)的特点。超导磁体作为粒子加速器的主要零部件,采用高温超导材料作为核心材料将大幅提升磁体性能。可以预计,随着粒子加速器在国内的落地,将极大推动二代高温超导带材的产业化推广。

此外,粒子加速器还可以用于质子/重离子癌症治疗装置的核心单元,这是人类目前治疗癌症的几种最有效的手段之一。据统计,仅中国就有50多家医院在建设和筹建质子重离子治疗设备。该设备采用高温超导材料后可以大幅度减小设备的整体占地面积和重量,使得设备可以在现有医院有限的场地内安装。

据透露,上海超导已与中科院某所合作,依托国家大科学工程,共同探索粒子加速器未来应用。 
 
 
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