20世纪中叶以来，物质结构的研究深入到了原子核和粒子的层次。物理学的基本规律“测不准原理”要求研究的微观尺度越小，就需要使用能量越高的粒子。粒子加速器可以产生高能量的粒子；能量越高，加速器就必须做得越大。加速器既可以用于粒子物理、核物理领域的研究，还能为诸多学科交叉前沿研究提供不可替代的先进平台，于是大科学装置应运而生。

重大科技基础设施，也被称为大科学装置，是指为提升探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的能力而建设的大型复杂科学研究装置或系统；是国家科技创新体系的重要单元；也是“国之重器”和“科技利器”。

中国散裂中子源（CSNS）是我国首台、世界第4台脉冲型散裂中子源，为基础科学前沿研究和国家发展诸多领域提供先进的中子散射研究与应用的大型交叉平台。中国散裂中子源的成功建设，填补了国内脉冲中子源及应用领域的空白，其技术和综合性能进入国际同类装置先进行列；显著提升了我国在相关领域的科学技术水平和自主创新能力，实现了强流高功率质子加速器和中子散射领域的重大跨越，为材料科学、物质科学、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术研发提供了强有力的支撑。中国散裂中子源的成功建设极大地推动了国家重大科技基础设施在粤港澳大湾区的发展，为粤港澳大湾区综合性国家科学中心的建设提供了重要支撑。

同步辐射光源与散裂中子源“珠联璧合”，是研究物质微观结构的两种优势互补的“探针”；同步辐射光源也是世界上著名大湾区的“标配”。粤港澳大湾区未来发展迫切需要建设南方先进光源。南方光源研究测试平台项目主要是紧密围绕中国散裂中子源二期以及南方先进光源等项目，开展前瞻性和系统性的研究工作，为其提供测试条件和实验支持，以进行关键核心设备的研发，从而提升自主创新能力和国产化率，为优化设计方案提供参考依据，同时为将来布局更多大科学装置提供重要支撑。

低温制冷技术的突破极大带动了科学进步和产业发展。大型低温制冷装备广泛应用于航空航天、重大科学前沿基础研究、战略氦资源开发、能源与环境安全、量子计算等重要领域；是国际上公认的战略支撑技术与核心装备。全球50%以上大科学装置其核心部件需稳定运行在极低温环境中。因此，突破低温若干“卡脖子”关键技术、发展自主知识产权的核心装备，实现我国从无到有“零的突破”，达到领先与超越国际先进水平成为中国低温人肩负的重要使命！

依托中国科学院理化技术研究所在低温领域数十年科研积累与成果转化，中科富海厚积薄发，在20K-2K温区大型低温工程领域，持续突破温区和制冷功率极限。基于自主开发的系列化高速气体轴承透平膨胀机、超低漏率超流氦负压换热器、高稳定性离心冷压缩机、大型复杂低温系统的集成与调控等核心技术，在国内首次成功研制 40L/h、70L/h、400W、500W、850W、1kW、2kW、4kW等全谱系氦制冷及液化装置产品二十余套，成功应用于韩国国家核聚变研究、可控核聚变托卡马克装置、先进能源科学与技术广东省实验室等大科学工程基础设施建设中，彻底打破了国外技术垄断，实现大型低温核心装备的自主可控。

南方先进光源对低温有较高需求，例如其研究测试平台需要大型氦制冷装置，为超导腔在2K温区的测试提供技术保障。本次在中国科学院高能物理研究所的南方光源研究测试平台项目中，中科富海自主研发的大型氦制冷机已稳定运行超过10000小时，为国之重器提供极低温环境保障。

走进南方光源研究测试平台

近日，我们有幸来到了南方光源研究测试平台项目现场，见到了低温系统负责人何昆老师。他讲到：“南方光源平台低温系统主要是为了测量超导体的性能，作为离线设备的测试，我们有机会测量国产设备的性能；此外，对于我们需求的850W制冷量的这种功率比较通用，可以拓展更多的应用领域。于是我们经过多方调研最终选择了中科富海的国产制冷机。”

何昆老师分享运行经验：“850W@4.5K氦制冷机对于我们来讲，是一个非常好的制冷量；刚开始性能测试的时候一切都很顺利，不到一个半月就达到了设计指标，这是一个很好的开始。而长期稳定运行呢，在此之前国内没有案例更没有类似的长期运行经验，我们的确是遇到了一些困难。在运行周期大概3,000个小时的时候，出现了氦气压缩机内部的管路损坏，我们的静电电缆也被烧毁，这是两个相对来讲比较严重的问题，氦制冷机系统需要停机维修。”

“在这个时候，中科富海和高能所项目团队第一时间进行了商讨，提出解决方案，双方共同努力把这件事情得到了很好的处置。我们在第3500小时停机进行了一次升级。历时大概一个月的时间，我们把压缩机内部做了加固，电缆做了新的排线，确保从3,000小时到1万小时的运行是完全没有问题的。在这过程中我们最长的运行时长是在2023年的年底做了一个月的严苛实验运行，结果制冷机性能非常好，这也是我们最满意的一点。应该说中科富海国产化的制冷机质量和稳定性经受住了长期稳定运行的考验，值得信赖。”

何昆老师评价：“做到目前为止，我认为在国产设备里面，中科富海的制冷机性能是十分稳定的。未来我们也希望中科富海能与国际水平对标，再上升一个层级。中国富海的制冷机也需要持续积累长期运行经验，累积好这些用户的使用性能，做好售后技术化的服务，真正实现与国外制冷机媲美，争取更上一层楼。”

未来，中科富海将紧密围绕客户实际需求，完善技术与服务体系，建立健全流程化、标准化监测体系，不断积累装置的运行经验与用户使用性能的反馈，持续改进不断完善我们的产品性能与售后服务。通过提供高效、专业的技术服务，真正让国产设备在性能与服务上达到国际一流水平，为客户创造更大价值。

未来，围绕绿色能源、储能、通用人工智能、量子科技等国家战略需求领域，中科富海将持续开发系列化、超大型低温制冷机/液化装置产品，布局mK级大冷量低温系统的研制，突破极低温区关键技术的壁垒，为量子计算、量子通信等前沿领域研究提供核心低温保障，助力我国能源、科技、人工智能等赛道上加速前行，实现从技术突破到应用的跨越式发展。

来源：中科富海