今天,知识产权信息珠珠给大家分享带来的《闪闪“黄金瞳”,捕捉“隐身人”》,如果您对闪闪“黄金瞳”,捕捉“隐身人”感兴趣,请往下看。
日前,在广东省江门中微子实验项目地下700米的大厅内,随着探测器不锈钢主结构的最后一个拼装单元吊装合拢,安装工作顺利竣工。在这一过程中诞生了一批拥有自主知识产权的新技术,使我国在中微子研究领域的领先地位得到进一步巩固。
提前预研,打造“钢筋铁骨”
中微子是组成自然界的基本粒子之一,被称为宇宙间的“隐身人”,其神秘的身份吸引着好奇的人们,一大批科学家投身到对中微子的研究中。据了解,江门中微子实验项目是中国科学院(下称中科院)与广东省共同建设的大科学装置,以测定中微子质量顺序、精确测量中微子混合参数为主要科研目标,并进行多项与之相关的科学前沿研究。在项目建成运行之后,将成为国际中微子研究中心之一。
“从图纸到安装完成,看到这样壮观的成果,我们的成就感油然而生。”中科院高能物理所(下称高能所)高级工程师何伟告诉中国知识产权报,团队设计、安装的中心探测器不锈钢主结构,将首次应用于大科学装置。“不锈钢具有良好的耐腐蚀性能,适合作为建筑结构中的重要材料。”何伟介绍,江门中微子实验项目核心探测设备——中心探测器位于地下实验大厅内44米深的水池中央。团队考虑到抗震、抗压等一系列因素,采用直径约41米的球形网壳结构作为探测器的主支撑。这一结构也称作不锈钢网壳,可承载直径35.4米的有机玻璃球、2万吨液体闪烁体以及电缆、防磁线圈、隔光板等诸多关键器件。
“做实验就像制作一道新菜,团队也需要进行提前预研,从而避免在实际安装过程中遇到棘手问题。”对于安装预研的重要性,何伟形象地描述,中心探测器不锈钢主结构,由焊接H型钢通过约12万套高强不锈钢环槽铆钉拼接而成,结构制造精度要求非常高。因此,在研发的前期,研发人员就设想到了不锈钢焊接过程中有可能会遇到的变形、螺纹咬合等问题,并及时进行了专利布局。目前,团队与设计及生产企业协同研发,攻克了诸多工艺技术难题。针对江门中微子实验项目的特殊需求,研制出了高强不锈钢短尾环槽铆钉,创造出不锈钢表面粗化等创新技术,已拥有“一种不锈钢钢结构节点连接的方法”“一种不锈钢钢结构摩擦型高强螺栓连接摩擦面处理的方法”等多件相关专利。
如果说不锈钢主结构是中心探测器的“骨架”,那么,光电倍增管便是中心探测器的“眼睛”。
在高能所的光电倍增管实验室内,一排排整齐排列着的光电倍增管灿若颗颗金蛋,在灯光的照耀下格外炫目。“我们自主研发的光电倍增管是中心探测器的核心探测单元,不同于不锈钢钢结构,它所起的作用是将极其微弱的光信号转化为电信号,再将信号进行放大,以便研究人员进行数据观测、分析等一系列工作,我们常将其比喻为‘黄金瞳’。”高能所研究员钱森表示,如今,应用于江门中微子实验项目的光电倍增管已经完成生产并进行交付,探测效率提高至30%以上,这一成果也让团队成员放下了悬着的心。
增强布局,练就“火眼金睛”
“几个月前,在海拔4410米的四川稻城海子山观测站上,我们团队研制的光电倍增管作为核心器件,同样发挥了重要作用。”钱森感慨道,在早年前,对于我国科学家来说,自主生产这一核心器件还是天方夜谭,时过境迁,如今,我们已拥有了较强的科技竞争力。
“大面积光电倍增管的玻壳要满足苛刻的工作条件,包括高压、高纯水浸泡、极低放射性本底等。同时,玻壳需求数量少,很难进行机械化批量生产。然而,进口的光电倍增管性能不能满足我们的物理需求,且价格高昂。”钱森介绍,在高能所所长王贻芳的带领下,2009年,高能所就开始尝试进行中微子实验用大面积光电倍增管的研发。2009年5月,博士毕业的钱森,在王贻芳的盛情邀请下留在高能所工作,主要负责光电倍增管研发。此后,光电倍增管的研发团队逐渐壮大,相关工作也走上了正轨。
“对于光电倍增管,我们要走不同于其他国家的技术路线。2009年6月,在研制工作真正开始之前,我们就提交了‘一种光电倍增管’这一发明专利申请。3年后,该专利申请获得了授权。同时,我们也在美国、俄罗斯、日本和欧洲等国家和地区进行了专利布局。”钱森对于这件核心专利申请记忆犹新,在确定技术路线后,团队和隆天知识产权代理公司的专利代理师郝新慧多次协商合作,进行专利技术交底书等文件的撰写,最终成功提交了相关专利申请。为了更好地保护自主知识产权,团队和隆天知识产权代理公司建立了长期的合作。
“知识产权是我们后续研发的保障。目前,围绕这一核心专利,我们在光电倍增管以及相关探测器件上,已经拥有了‘一种静电聚焦微通道板型光电倍增管’等系列专利,形成相关专利池。”钱森表示,他鼓励自己的学生在研发之余,学习专利等知识产权相关知识,有的学生在毕业后从事专利代理或者专利审查工作。
如今,钱森团队正在持续进行研发探索,将光电倍增管的主战场从高能物理实验,拓展到医疗诊断、石油勘探、环境保护等应用范围更加广阔的领域。“我们要和国内的企业、高校、研究院所一起,实现技术迭代升级,营造健康的产业生态,使国产的创新成果真正创造价值,被人们认可。”钱森充满信心地说。(刘弘一)
(编辑:晏如)
好了,关于“中微子”闪闪“黄金瞳”,捕捉“隐身人”的内容就介绍到这。