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天游线路检测中心 国立材料科学研究所国立材料科学研究所核心功能部强磁场站

清水多田

清水多田

国立材料科学研究所
核心职能部强磁场站站长

1987年,任东京大学固体物理研究所助理。 1990年担任科学技术厅金属材料技术研究所研究员,2001年担任现职。 极端测量单位强磁场核磁共振组

实现了世界最高磁场1,020 MHz。核磁共振到一个新的维度

国家研究与开发公司

国立材料科学研究所核心职能部强磁场站

核磁共振的发展促进了科学的发展

国家研究与发展局国家材料科学研究所

高度 5 m。日本国旗自豪地悬挂在巨大的核磁共振设备的顶部,您只需抬头就能看到。
“国产火箭上都画有日本国旗,对吗?所以我认为在这个设备上贴上日本国旗是个好主意,这是国产NMR的旗舰。”
中国科学院核心功能部强磁场站站长清水正教授满意地发言。

对于NMR设备来说,磁铁产生的磁场强度、可测量的原子类型和分辨率之间存在比例关系。因此,人们进行了各种尝试来开发材料和结构设计以产生更强的磁场。目前使用的核磁共振磁体是铌三锡等金属超导体,但产生的磁场理论上为1000

这件事发生在 1988 年的国家金属研究所(NIMS 的前身)。同一研究所的Hiroshi Maeda发现一种陶瓷,即与铋混合的氧化铜,表现出良好的超导性。理论上,可以产生的磁场极限为2000,是金属系统的两倍。

让我们突破 1,000 MHz!

然而,陶瓷超导体很难合成,并且很难制造出性能稳定的线材。而且,它比金属材料更脆。还有一个问题是,当我试图将它缠绕成线圈时,它会断裂。
尽管存在这些问题,NIMS 强磁场站于 1995 年启动了一个开发项目,着眼于 1,000 MHz 级 NMR。 2001年,磁场世界纪录为920。

拥有 1,020 MHz NMR 设备的第一 NMR 实验大楼

拥有 1,020 MHz NMR 设备的第一 NMR 实验大楼

2006年传来好消息。精细的合成和制造方法使得将陶瓷超导体制成导线成为可能。虽然卷取问题仍未解决,(德国)

组装早在2010年就开始了。就在完工似乎只是时间问题时,日本东部发生了一场史无前例的地震。 2011年,地震烈度6级以下的东日本大地震强烈震动,设备所有重要部件全部被毁。开发将被迫停止。更多的不幸还在继续。 2013年,修复工作正在紧张进行时,项目负责人清志先生却突然去世。
“我们只差一步。真是遗憾。然而,这是日本超导技术的顶峰,包括 Kiyoshi 先生在内的许多研究人员和工程师倾注了心血,创造出绝不会就此结束的东西。全体工作人员都在热情地致力于设备。”
先生接替清先生的清水在从悲痛中恢复后不久就开始了修复工作。然后,2014年10月17日,磁场终于超过1,000 MHz,记录为1,020 MHz。

寻找看不见的极限

次年,即 2015 年底,开始测量超过 1000 MHz 的磁场。

“实际上,即使修复后,情况也没有完全恢复正常,所以我们一边测量一边试图抑制设备的故障。我们知道不可能继续长时间运行,所以我们继续日夜测量。”

氢和碳,以及镁和钴,900

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