在国家财政部重大科研装备研制项目II期“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”的支持下，中科院理化技术研究所自主研发成功的首台全国产化250W液氦温区制冷机近日在河北省廊坊市通过验收。这标志着我国低温制冷设备研发和制造能力迈上了新台阶，实现了液氢温区到液氦温区的关键突破，打破了发达国家在该领域的技术垄断。

从“液氢”向“液氦”，逼近“绝对零度”

低温制冷技术背后，隐藏着一个人类至今难破解的题目——逼近“绝对零度”，即达到-273.15℃，用绝对温标来计就是——0 K。这个0 K是宇宙中温度的极限状态,一旦达到绝对零度，原子也会停止运动。

在项目一期成功研制国内首台万瓦级液氢温度制冷机（20K（-253.15℃）的基础上，经过一年多攻关，首台全国产化的250W液氦温区制冷机研制成功，该制冷机在连续84小时的运行测试期间，制冷量达到280W，温度低达4.32K（-268.83℃），各项性能指标均优于考核指标。

温度那么低，有什么用？

大型低温制冷技术在高技术领域有着广泛应用，在我国《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030年）》确定的16个重大专项中，就有8项与低温技术相关。

但之前，我国在这方面使用的几乎都是进口产品，而在一些特殊领域，尤其是新一代低温运载火箭所需的大型低温制冷技术，发达国家对外均实行技术垄断政策，即使前期已经进口的大型低温制冷设备，也可能面临后期运行维护过程中因缺乏关键备件而停止工作的局面。

中科院理化所研究员、项目首席科学家李青说，该制冷机的研制成功，填补了我国液氦温区大型氦低温制冷机制造技术的空白。有了这种制冷机，不仅可以进一步满足国家航空航天、大科学装置等战略领域的高技术发展需求，而且可以促进国内相关领域的先进技术持续发展。他举了一个例子：曾贡献出“上帝粒子”诺贝尔奖的欧洲大型科学装置大型强子对撞机，在发生对撞试验时，其物质温度有时能达到10万亿摄氏度，相当于太阳核心温度的100万倍，完成这样的实验离不开大型低温制冷设备创造的极低温环境。

逐步面向社会应用

验收会上，专家一致认为，该项目完成了任务目标，实现了全国产化，达到国际先进水平。项目攻克了液氦温区的高速氦透平膨胀机技术、紧凑型低漏率换热器技术、低温调节阀门设计和制造技术、制冷机系统集成调控技术，以及高效氦螺杆压缩机技术。

这标志着我国液氦温区大型制冷机从设计、制造到稳定运行的技术与能力得到全面提升，同时也培养出一批高端设备制造支撑企业。

如今，依托这一重大科研装备研制项目技术，中科院理化所已经创立了产业化企业，李青说，这标志着我国大型低温制冷装备的科研成果正在向社会应用的道路上迈出，为真正打破国际垄断和在国际低温领域赢得一席之地打下基础。