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科学争气机:国产代表,本土骄傲

2023-02-08

关键词:争气皇冠明珠

国产大飞机、大邮轮、核磁共振仪、盾构机主承轴……2023年,自主研发、世界领先的多项科技成果落成,网友笑称“个个都是争气机,太争气了”“行业皇冠上的明珠都快被我们摘秃啦!”。那我们就先来看看有哪些本土“争气机”入围了第一个奖项。

机械设备“争气机”:“破壁者”,牢牢握住超大型盾构机

争气小播报:盾构机是基础建设的重要工程设备,城市地铁、工程隧道都离不开它,盾构机开山掘土就像是人的双手拿着铁锹掘土,如果说锋利的刀盘是铁锹,那主承轴就是关键的双手,保证这是咱们自己的手至关重要。国产盾构机用主轴承“破壁者”成功通过专家评审,它直径8.01 米,重达50 吨,是我国研制的首台直径最大、单体最重的盾构机用主轴承,可应用于直径16 米级超大型盾构机,这也就意味着咱们用自己的手掌握了超大型盾构机。

医疗设备“争气机”:国产核磁共振仪,尖端医疗皇冠上的“明珠”

争气小播报:核磁共振仪器被誉为“尖端医疗设备皇冠上的明珠”,心脑血管、神经和肿瘤等多种重大疾病的诊断离不开它的协助。核磁共振仪就是制造一个强大的磁场,然后给身体内部进行“画像”,磁场越强,获得的图片越清晰。自从1987年底中国首台永磁磁共振仪问世以来,我国科研人员在受技术封锁的一路上披荆斩棘,终于摘下这颗医疗皇冠上的“明珠”。

造船“争气机”:“爱达·魔都号”,庞大的“海上都市”

争气小播报:大型邮轮的建造类似一个拼接积木的过程,只不过其中涉及的积木数量多达上千万个。想象一下,让你拼一幅由上千个小块组成的图片就头皮发麻,那大型邮轮岂不是“地狱级”搭建难度?以下是一组小小的数据,一起来感受一下:“爱达·魔都号”整船零部件数量达到2500 万个,相当于C919 大飞机的5 倍、“复兴”号高铁的13 倍;全船有甲板20 层,总电缆布置长度达到4200 公里,相当于上海至拉萨的距离。

获奖者:量产的国产核磁共振仪

颁奖词:国产超导磁共振的故事仍在继续,属于中国的超导磁共振时代正在路上。

制造核磁共振仪器为什么这么难?

核磁共振仪要达到给身体“画像”的功能,磁场最少需要达到1.5T(特斯拉)才方便使用,这相当于地球磁场的5 万倍。 而更先进的3.0T 核磁共振仪所需要的磁场强度还要大得多。那制造核磁共振仪到底难在哪里?

难点之一,就是如何制造一个高强度的磁场。世界上普遍采用超导线圈的强大电流产生强磁场,由于磁体设计的特殊性、工艺的复杂性,这需要强大的综合工程技术作为支撑,技术门槛很高,世界多数国家没有足够科研能力涉足。

难点之二,超导磁体需要在极低温状态下运行(通常都在-260℃以下)。为了达到这么低的温度条件,核磁共振仪内部需要安装液氦冷却系统持续运行,还需要考虑到氦气的供应、冷却系统的密封性、安全性以及氦的回收和再利用等问题。并且,要让超导线圈和其他内部组件能在-260℃以下长久运行,制作材料也是一个棘手的难题,需要工业体系和生产链的完善才有量产的可能性。

难点之三,核磁共振仪还需要精密的电子和控制系统来控制和获取信号。比如磁信号转图像、芯片、射频能量接收释放等相关部件,也存在尖端科技的应用。因此,核磁共振仪是集物理学、材料学、精密机械制造、生物学等多学科研究成果于一体的“大国重器”。

由于生产技术长期被国外封锁,我国在长达40 年的时间里,都只能以10倍高价进口外国的核磁共振仪,这就直接影响了病人居高不下的看病花销。如今,国产核磁共振仪器的量产,将让普通人做一次核磁共振检查的费用大大降低,这就是能够让大家实实在在感受到的“爭气”!

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