发布时间:2026-10-14
信息来源:怀柔科学城微信公众号
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2026年9月24日,由中国科学院物理研究所怀柔研究部依托综合极端条件实验装置(SECUF)主办的实验技术及应用讲习班正式开班(以下简称讲习班),首期低温技术专题课程顺利举行。该讲习班旨在帮助新入所研究生与青年科研人员深入了解综合极端条件实验装置的技术特点、硬件能力与科研应用场景,夯实科研基础,为后续科研工作奠定基础;同时,讲习班面向周边相关企业和科研院所开放,致力于搭建科研与产业之间的技术交流平台,促进实验技术共享、跨领域合作与产学研协同创新,为相关领域的科研人员和产业技术人员提供专业支持。
本年度讲习班课程体系涵盖极低温、强磁场、超高压、超快光学四大方向,系统介绍相关实验技术的基本原理、关键设备及配套测量分析方法,同时结合基础科研与产业领域的应用案例,探讨相关技术的发展前景与应用需求。
首期讲习班聚焦低温技术,邀请三位专家分享关键技术与实践经验。
低温技术是探索量子材料、新奇量子态及其物理机制的重要实验基础,也是综合极端条件实验装置开展高水平科学研究的关键技术支撑。首期讲习班邀请三位长期从事低温实验技术研发与应用的专家,围绕液氮与液氦操作、氦三和氦四恒温器、稀释制冷机等内容开展专题报告,帮助学员建立从基础操作到极低温制冷系统的系统性认识。
首位授课专家为中国科学院物理研究所高级工程师、综合极端条件实验装置低温液氦工厂负责人李国强,报告题目为《液氮、液氦基本知识及液氦操作技巧分享》。结合低温实验运行经验,李国强系统介绍了液氮、液氦杜瓦的基本结构、工作原理与安全操作规范,并重点分享了液氦转移过程中的实用技巧。针对液氦中可能存在的固态氢、固态空气等杂质,讲解了利用密度差异进行分离处理的实操技术,该方法可提高输进低温设备液氦的纯度,为低温系统长期稳定运行提供保障。

第二位授课专家为中国科学院物理研究所研究员、综合极端条件实验装置低温强磁场电子波谱学实验站负责人刘广同,报告题目为《氦三和氦四恒温器》。刘广同研究员从低温制冷的基本物理原理出发,介绍了利用液氦减压蒸发实现低温制冷的机制,阐述了饱和蒸气压与温度之间的对应关系,以及氦三和氦四恒温器的工作原理及主要特点。在此基础上,他结合自主研制氦三恒温器的实践经验,详细介绍了低温系统设计与加工中的关键工程问题。例如,针对低温结构件的机械强度与强磁场环境下涡流发热之间的矛盾,采用分体加工再组装的方案,在满足结构强度的同时,尽可能减小涡流效应带来的热负荷。报告还强调了即使远离恒温器的杜瓦底部也需采用同类设计,避免局部热负荷影响整体低温性能。

第三位授课专家为中国科学院物理研究所研究员、中科量仪(北京)科技有限公司创始人姬忠庆,报告题目为《稀释制冷机技术及应用》。姬忠庆研究员深入浅出地阐释了稀释制冷机核心机制:300 mK以上温区可依靠减压抽取氦三液体实现制冷;当温度进一步降低,氦三分子能量不足,难以被直接抽离,此时就需要稀释制冷机的 still 相分离器(工作于 0.6~0.8 K 温区)来助力。借助氦三、氦四饱和蒸气压的差异,系统可以选择性抽取氦三组分,从而令氦三系统循环起来。清晰的原理讲解帮助学员们快速厘清了稀释制冷机与常规氦三/氦四恒温器的核心区别,现场学员收获颇丰。

本次讲习班吸引了研究生、青年科研人员及企业技术人员。课程内容紧密结合实验实践与技术应用,既注重基本原理的讲解,也突出设备运行、系统设计和实际操作中的关键问题。报告过程中,学员踊跃提问,与授课专家围绕低温设备运行、制冷原理及工程技术细节展开交流,现场研讨氛围热烈。

课程结束后,讲习班工作组及时收集学员意见,梳理课程组织与内容设置方面的经验,为后续课程优化做好准备。针对学员反映的技术交流时间有限、报名渠道有待拓展等问题,工作组将进一步完善课程组织机制,探索建立更加便捷的报名与信息发布渠道,并积极研究授课激励和成果反馈机制,持续提升讲习班的专业水平、参与度与可持续运行能力。
本次讲习班整体反响良好,很多研究生和企业技术人员感兴趣,现场提问、讨论氛围十分热烈。目前存在三项待改进之处:第一,现场提问人员较多,但交流时间有限,无法开展更深入的技术研讨。 第二,本次仅定向通知部分企业与研究所,未全面开放报名,后续可优化考虑设置微信小程序报名通道。 第三,授课老师均为义务授课,不利于讲习班长期持续举办,需同步建立精神表彰和物质激励相结合的激励体系。
本年度讲习班将继续围绕强磁场、超高压和超快光学等方向开展专题培训,持续搭建科研与产业之间的技术交流桥梁,充分发挥综合极端条件实验装置的辐射作用。
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