华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心创造64T脉冲平顶磁场强度世界纪录，结束了我国强磁场下科研长期依赖国外装置的历史。日前，该成果入选省科技厅公布的2018年湖北十大科技事件。
“这项重大成果的取得，得益于国家在我省实施的大科学装置建设。”2月15日，该中心主任李亮教授欣喜地告诉记者。
大科学装置，是指面向国际科技前沿、瞄准重要科技目标的重大科技基础设施，能为国家经济建设、国防建设和社会发展作出战略性、基础性和前瞻性贡献。我国最早的大科学装置为1988年建成的北京正负电子对撞机。迄今，全国已建成或在建的大科学装置不到50个，我省现有的2个均由华中科大承建。
2007年开建的华中科大脉冲强磁场实验装置，是经国家发改委批复立项、教育部直属高校承建的首个国家大科学装置，于2014年建成。如今，该装置脉冲磁场强度达到90.6T（T为单位“特斯拉”，1特斯拉相当于地球磁感应的2万倍），使我国成为继美国、德国后第三个突破90T大关的国家。该中心对外开放4年来，已为国内外69家科研单位提供了904项科学研究服务，被国际同行评价为“世界上最好的脉冲场之列”。利用该装置，北京大学研究团队发现了对数周期量子振荡现象，被誉为“近90年以来量子振荡领域最为重要的发现之一”。
华中科大承建的另一个大科学装置为精密重力测量研究设施，总投资9.05亿元，于去年6月底开工建设。项目建成后，将成为国际一流的精密重力测量研究设施，具备全球毫伽级、基准微伽级的重力数据获取、评估与应用能力，并将为解决固体地球演化、海洋与气候变化、水资源分布和地质灾害研究中的科学问题提供重要支撑，满足我国地质调查、资源勘探、重力导航等对重力数据和重力基准的战略需求。（记者李剑军）
大科学装置，给力创新湖北
2007年以来，华中科技大学抢抓机遇，先后上马两个国家大科学装置建设项目——脉冲强磁场实验装置和精密重力测量研究设施，为我省大科学装置建设积累了宝贵经验。
4年走完美国20年历程
华中科大脉冲强磁场实验装置，是湖北省和教育部高校承担建设的第一个大科学装置。
“落户华中科大并如期建成，实属来之不易！”2月15日，华中科大科学发展研究院副院长万青云告诉湖北日报全媒记者。
上世纪80年代后期，高温超导成为热门研究领域，欧美发达国家纷纷转向建设磁场强度更高的脉冲强磁场，而我国在这方面几乎一片空白。
2007年，在美国GE公司担任技术骨干的李亮，为时任华中科大校长李培根院士的一再相邀所打动，毅然来到华中科大主持建设脉冲强磁场实验装置。面对科研经费捉襟见肘、导体材料强度差、电源功率小等一大堆难题，李亮及其团队成员绞尽了脑汁。
以铅笔粗细的导线绕制成磁体，接上2.5万伏特电压，流过4万安培的瞬间电流，就可产生数十特斯拉的脉冲磁场。然而，强磁场下，磁体会在电磁力作用下膨胀变形，甚至破坏失效。美国国家强磁场实验室采用超高力学强度的铜铌合金导线，绕制体积庞大磁体，实现电磁力的降低，创造了超过100T（特斯拉）的世界纪录，其代价是电源能量巨大、成本极高。
怎么办？硬件条件不足软件补！
——李亮团队独创电路磁场耦合态调控，实现多线圈磁体系统中外线圈磁场提高30%。
——团队改进了磁体力学分析模型，准确计算磁体应力分布，纤维材料加固效率大幅提升。
——团队提出非连续性层间加固、变高度轴向长度等工艺方法，实现磁体应力均匀分布、导线位移大幅降低，提升脉冲磁体的力学稳定性，磁体平均寿命达800次，几乎超过美国同类线圈的一倍！
“为提高装置运行效率，我们没有照搬国外经验，而采用了全局控制、多元调配、复用运行的设计模式。”华中科大国家脉冲强磁场科学中心常务副主任韩小涛教授介绍，整个装置由一套中央控制系统灵活控制三类电源和8个实验站的组合，这样同一实验站的同一磁体上就可产生多种磁场波形，以满足多样化的科研需求。
凭着一股子韧劲，李亮率领团队在自主创新的道路上不断前行：开工仅11个月，脉冲强磁场实验装置样机系统就已研制完成，其中核心部件、关键设备均实现自研或国产化。
磁场强度也节节攀升，短短4年就从2009年的75T升至90.6T。而美国、德国实现这一进程分别用了20年、15年。
