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2019年度国家科学技术进步奖提名项目公示

一、项目名称

脉冲强磁场国家重大科技基础设施

二、奖励种类

国家科学技术进步奖（一等奖）

三、提名意见

专家提名意见1：

项目名称：脉冲强磁场国家重大科技基础设施

提名者：郭剑波院士（责任专家），电气工程

工作单位：中国电力科学研究院有限公司

脉冲强磁场装置是开展物理、化学、材料等领域前沿基础科学研究的重要极

端条件实验平台。装置系统结构复杂，涉及多个学科，是一个不断挑战电磁极限

的强电磁系统，其研制需攻克极限工况下的磁体系统电磁及结构稳定性设计、磁

场波形精确调控和微弱信号精准测量等世界性难题。

十余年来，项目组通过自主创新，突破国外对高强高导材料的封锁，在衡量

装置水平的磁场强度、稳定度、重复频率和测量精度等核心指标方面取得全面突

破：创造了75T纯铜导线磁体的场强世界纪录，采用仅有国外2/3强度的国产导

线、1/10的能量实现了与世界最高水平相当的磁场，使我国科学实验磁场从40T

提高到90T，获得迄今最高单位能量的磁场强度，寿命是美国的2倍；创造了64T

无纹波平顶磁场世界纪录，开启了脉冲场下核磁共振、拉曼光谱和比热精确测量

等科学研究方向；实现了峰值45T、极性可调、重复频率世界最高的多种磁场波

形；电输运实验站和磁特性实验站测量精度世界领先。

装置于2014年通过国家验收并对外开放运行，结束了我国相关研究长期依

赖国外装置的历史，建成国际最先进的脉冲强磁场研究平台。截至2018年底，

装置累计开放运行36358小时，已为北京大学、斯坦福大学、剑桥大学等国内外

69家单位开展科学研究900余项，在Science、Nature等高水平杂志发表论文672

篇，取得了一大批原创成果，包括发现第三种规律的新型量子振荡和最高临界电

流密度的二维超导体等，研究成果居国际同类装置同期最好水平。

项目整体处于国际领先水平。

提名该项目参评国家科学技术进步奖一等奖。

专家提名意见2：

项目名称：脉冲强磁场国家重大科技基础设施

提名者：赵宪庚院士，理论物理

工作单位：中国工程院

脉冲强磁场是开展物理、化学、材料等领域前沿基础研究不可替代的手段，

是探索物质微观世界的钥匙。我国长期缺乏相关条件，众多急需开展的科学研究

只能依赖国外装置。2007年，国家批复在华中科技大学建设脉冲强磁场国家重

大科技基础设施，该设施是挑战电磁极限的大型复杂系统，存在磁体冲击载荷大、

波形调控难、信号干扰强等问题，其研制极其困难。

项目团队经过10余年的持续攻关，在脉冲磁体方面，建立了电磁渗透和温

升调控理论，提出了非连续分层加固结构，磁体性能大幅提升；在脉冲电源与波

形调控方面，提出了多元脉冲电源和多线圈磁体的协同优化设计理论，发明了场

路耦合态调控技术，实现了无纹波平顶磁场和多种极性可调的高重频磁场，创造

了多项磁场参数的世界纪录；在科学实验测试方面，提出了一系列减振降噪技术，

发明了多种高效信号传输样品杆，信号灵敏度和测量精度达到国际领先水平。

2014年装置通过国家验收，成为国际上最好的脉冲强磁场装置之一。项目

承担单位和参建单位大力协同，建立了高效的组织体系和管理机制，最大限度地

发挥了投资效益，为今后国家重大科技基础设施建设积累了宝贵经验。装置投入

开放运行以来，已为国内外近70家科研单位开展科学研究900余项，取得了一

大批原创成果，有力推动了我国相关学科前沿基础研究的发展。

项目整体水平国际领先。

提名该项目参评国家科学技术进步奖一等奖。

专家提名意见3：

项目名称：脉冲强磁场国家重大科技基础设施

提名者：李建刚院士，等离子体物理

工作单位：中国科学院等离子体物理研究所

脉冲强磁场装置是探索物质微观世界的重要手段。强磁场装置结构复杂，且

运行在高电压、大电流、强磁场、极低温等高参数极限工况下，其研制存在导体

材料性能极限远低于磁体内部巨大磁应力、高功率非线性电源系统精确调控，以

及强干扰环境下微弱本征信号精确测量等国际公认难题。

项目团队专注脉冲强磁场理论、技术、装置的协同攻关，研发了一系列关键

设备，实现了高水平的原始创新和集成创新，提出了装置的多系统多功能协同一

体化设计思想，在国际上首次实现了磁场波形和科学实验需求的最优配置；提出

了多电源供电的耦合态调控技术，创造了64T无纹波平顶磁场和50Hz高重频磁

场的世界纪录。

2014年，装置建成验收并投入运行，已为国