国内首台万瓦级氦制冷机研制成功：突破低温技术瓶颈，助力核废料处理

在当今全球能源结构转型与核能安全利用的背景下，低温制冷技术作为支撑前沿科学研究与工业应用的关键基础设施，其战略意义日益凸显。2025年4月28日，《科技日报》头版专题报道了中国科学院理化技术研究所联合中山先进低温技术研究院等单位成功研制的国内首台万瓦级氦制冷机，这一突破性成果标志着我国在超大型低温制冷装备领域实现了从跟跑到并跑乃至领跑的关键跨越。

技术突破与核心性能

这台万瓦级氦制冷机是我国首台超大型氦低温制冷装置，其核心性能指标达到液化模式下氦气液化率3370升/小时，这一数据不仅填补了国内技术空白，更达到了国际先进水平。氦作为一种稀有气体，在接近绝对零度(-269°C)的极低温环境下仍能保持液态，是众多尖端科学实验不可或缺的介质。传统上，我国大型氦制冷设备长期依赖进口，此次自主研发成功打破了国外技术垄断，实现了关键设备的自主可控。
项目团队历经三年多的协同攻关，突破了超大型氦制冷系统集成技术的多项瓶颈。这包括高效氦气压缩机设计、超低温热交换器优化、大型真空绝热系统构建等核心技术难题。中山先进低温技术研究院作为核心参与单位，在系统集成与控制技术方面贡献突出，其研发的智能调控系统确保了设备在极端工况下的稳定运行。

应用前景与战略价值

该氦制冷机将直接应用于国家重大科技基础设施——加速器驱动嬗变研究装置(CLEAR)，为核废料处理提供关键低温环境支持。在核能领域，放射性废物的安全处理一直是世界性难题，而加速器驱动次临界系统(ADS)被认为是最有前景的解决方案之一。这一系统需要极低温环境来维持超导磁体的工作状态，万瓦级氦制冷机的成功研制为ADS技术的工程化应用扫清了关键障碍。
除核废料处理外，该技术还可广泛应用于量子计算、聚变能源、高能物理等前沿领域。例如，量子计算机的核心部件——超导量子比特需要在接近绝对零度的环境下运行；国际热核聚变实验堆(ITER)也需要大型氦制冷系统来维持其超导磁体。随着这些战略性产业的快速发展，国产万瓦级氦制冷机的市场前景广阔，预计将带动相关产业链价值超过百亿元。

协同创新与政策支持

这一重大科技成果的取得，得益于”政产学研用”深度融合的协同创新模式。中山市政府在项目推进过程中发挥了重要作用，通过政策协调、资源对接等方式为研发团队提供了全方位支持。当地政府不仅设立了专项科研资金，还搭建了产业转化平台，加速技术从实验室走向应用场景。
这种协同创新模式体现了国家战略科技力量与地方产业优势的有机结合。中山市依托其装备制造产业基础，为制冷机的关键部件加工提供了有力保障；而国家级科研机构则带来了前沿技术积累和高端人才资源。项目团队还与多家高校和企业建立了联合实验室，形成了可持续的技术创新生态系统。
万瓦级氦制冷机的成功研制是我国科技自立自强的又一重要里程碑。这一成果不仅解决了国家重大科技基础设施的关键设备需求，更培育了一支具有国际竞争力的低温技术研发团队。展望未来，随着”双碳”目标的推进和核能安全利用需求的增长，国产大型低温装备将在更多战略性领域发挥不可替代的作用。这一创新实践也为如何突破”卡脖子”技术、实现高水平科技自立自强提供了有益借鉴，彰显了新型举国体制在攻克关键核心技术中的独特优势。