超強(qiáng)磁場

最近，華中科技大學(xué)的研究人員成功實(shí)現(xiàn)了90.6特的超強(qiáng)磁場，再次刷新我國脈沖磁場最高強(qiáng)度紀(jì)錄，使我國成為繼美國和德國后第三個(gè)闖入90特大關(guān)的國家。為實(shí)現(xiàn)90特以上的磁場強(qiáng)度，美國洛斯·阿拉莫斯強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)室用了20年，德國德累斯頓強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)室用了10年，而我國僅用了5年就實(shí)現(xiàn)了這一水平。超強(qiáng)磁場一般指5特以上的磁場。它與極低溫、超高壓一樣，被列為現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)最重要的極端條件之一。磁現(xiàn)象在宇宙空間普遍存在。宇宙中最強(qiáng)的磁場存在于脈沖星上，強(qiáng)度可達(dá)5×10⁸特；而地球的磁場強(qiáng)度較弱，只有5×10^-5特。目前，科學(xué)家建造人工超強(qiáng)磁場的方法包括超導(dǎo)技術(shù)、脈沖技術(shù)、混合磁體技術(shù)和超高功率電磁鐵技術(shù)。最強(qiáng)人工磁場為美國科學(xué)家建造，強(qiáng)度已達(dá)102特。既然磁場是自然界普遍存在的，為什么科學(xué)家還要費(fèi)盡心思去建造人工磁場呢？這是因?yàn)槌瑥?qiáng)磁場是地球上原本不存在的高能物理場，它具有很多實(shí)際的用途。在光、磁、電等物理領(lǐng)域，研究過程離不開特殊材料，如磁光材料、光學(xué)晶體、光纖、多功能膜、磁性材料、導(dǎo)電材料等。而超強(qiáng)磁場可對(duì)這些材料的制備過程產(chǎn)生重要的影響。另外，超強(qiáng)磁場對(duì)一些高分子材料、電子材料的制備也可產(chǎn)生影響。超強(qiáng)磁場還對(duì)生物物體的組織、生化反應(yīng)、生長過程、基因、細(xì)菌和新陳代謝等均能產(chǎn)生顯著的影響。開展超強(qiáng)磁場下生物工程和研究，對(duì)提升生物領(lǐng)域的研究水平和影響力，具有重要的意義。生態(tài)紅線中國國家林業(yè)，局近日啟動(dòng)生態(tài)紅線保護(hù)行動(dòng)，首次劃定林地、濕地、荒漠植被、物種四條紅線。其中規(guī)定全國林地面積不低于46.8億畝，森林面積不低于37.4億畝，森林蓄積量不低于200億立方米，濕地面積不少于8億畝，治理宜林宜草沙化土地、恢復(fù)荒漠植被不少于53萬平方千米，各級(jí)各類自然保護(hù)區(qū)嚴(yán)禁開發(fā)，現(xiàn)有瀕危野生動(dòng)植物得到全面保護(hù)。我國生態(tài)安全狀況目前處在生態(tài)安全線以下，生態(tài)赤字大，生態(tài)欠賬多，生態(tài)問題十分突出，生態(tài)脆弱地區(qū)總面積已達(dá)國土面積的60%以上，生態(tài)狀況遠(yuǎn)不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。新劃定的生態(tài)紅線是保障和維護(hù)國土生態(tài)安全、人居環(huán)境安全、生物多樣性安全的生態(tài)用地和物種數(shù)量的底線。國家林業(yè)局要求各地牢固樹立紅線意識(shí)和底線思維，動(dòng)用法律手段和其他有力措施，頂住各種壓力，堅(jiān)決守住維護(hù)國家生態(tài)安全、保障人員基本生態(tài)需求的底線；通過實(shí)施重大生態(tài)修復(fù)工程，不斷恢復(fù)森林、濕地，有效補(bǔ)充生態(tài)用地?cái)?shù)量，確保全國生態(tài)用地資源適度增長。超級(jí)環(huán)路美國一家公司公布了名為“超級(jí)環(huán)路”的高架運(yùn)輸系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)。這是一種封閉的高速運(yùn)輸系統(tǒng)，磁懸浮列車在其中行駛時(shí)速度可達(dá)1200千米/時(shí)，超過目前世界上任何一列商業(yè)火車，對(duì)未來城際交通而言是項(xiàng)革命性的突破。該公司計(jì)劃花7-10年時(shí)間，在舊金山和洛杉磯之間修建全球第一條示范線路。建成之后，從洛杉磯到舊金山只需要30分鐘。所謂超級(jí)環(huán)路，實(shí)際上是架設(shè)在空中的封閉管道，就像是人造的空中隧道。一般隧道的長度只有幾百米到幾千米，而超級(jí)環(huán)路的密閉管道長度往往超過1000千米。磁懸浮列車在超級(jí)環(huán)路的密閉管道中行駛時(shí)，可避免來自空氣紊流的干擾，空氣阻力大大減少，車速可以獲得大幅度的提高。由于在密閉的管道中行駛，列車不會(huì)受到臺(tái)風(fēng)、暴雨、雷電、大霧等惡劣天氣的影響。超級(jí)環(huán)路磁懸浮列車由駕駛艙、乘員艙和行李艙組成，每個(gè)乘員艙可乘坐6—8人。由于這種列車懸浮在密閉的管道中行駛，車廂不會(huì)產(chǎn)生在軌道上行駛的顛簸感。此外，該車產(chǎn)生的噪聲很小，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的聲音很小，窗外又沒有呼嘯的風(fēng)聲。當(dāng)列車處于高速運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，乘客幾乎感受不到高速運(yùn)動(dòng)帶來的不適感，將比乘坐現(xiàn)有的火車、飛機(jī)等交通工具舒適得多。壓縮空氣儲(chǔ)能在美國西部地區(qū)通常夜間風(fēng)力大于白天，因此風(fēng)力發(fā)電機(jī)在夜間能夠比在白天生產(chǎn)更多的電能，但現(xiàn)實(shí)的問題是，夜間用電量要少于白天，從而出現(xiàn)了電能供需在時(shí)間上不對(duì)應(yīng)的狀況。美國太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員建議，該地區(qū)或修建世界上第三座壓縮空氣儲(chǔ)能廠，以便儲(chǔ)存夜間產(chǎn)生的風(fēng)電。所謂壓縮空氣儲(chǔ)能，是指在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將電能用于壓縮空氣，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式。這些壓縮空氣可以儲(chǔ)存在新建的儲(chǔ)氣井中，也可高壓密封在報(bào)廢礦井、沉降的海底儲(chǔ)氣罐、山洞、過期油氣井中。1949年，壓縮空氣儲(chǔ)能的第一個(gè)專利在美國問世。目前世界上已有兩座大型壓縮空氣儲(chǔ)能電站投入運(yùn)營。1978年，第一臺(tái)商業(yè)運(yùn)行的壓縮空氣儲(chǔ)能機(jī)組在德國誕生。1991年5月，第二座電站在美國投入運(yùn)行。這兩座儲(chǔ)能廠都是采用新建儲(chǔ)氣井的方式來儲(chǔ)存壓縮空氣。而美國研究人員則表示，即將開建的第三座儲(chǔ)能廠將利用地下深處天然的多孔巖區(qū)。（摘自《科學(xué)畫報(bào)》）