أخبار ar.wedoany.com، في 3 يونيو 2026، أكملت شركة سوتشو بايبيما سوبركونداكتيف تكنولوجي المحدودة بنجاح جميع اختبارات الأداء لنظامها المغناطيسي فائق التوصيل لسيكلوترون بروتوني خالٍ من الهيليوم السائل بقوة 230 ميغا إلكترون فولت، والذي طورته ذاتيًا. وقد استوفت جميع المؤشرات المعايير التصميمية، وتم تسليمه بنجاح للعميل، ليدخل قيد الاستخدام السريري قريبًا.

يُعد هذا النظام أول نظام مغناطيسي فائق التوصيل في الصين لسيكلوترون بروتوني مدمج خالٍ من الهيليوم السائل بقوة 230 ميغا إلكترون فولت، والمُبَرَّد بالتوصيل، والمُوجَّه للتطبيقات السريرية. وهو يوفر دعمًا قويًا للتوطين المحلي والتطبيق الواسع النطاق لتقنية العلاج بالبروتونات.

ثلاث ميزات تقنية أساسية تعيد تعريف أجهزة العلاج بالبروتونات

1. الميزة الأولى: التبريد بالتوصيل

العائق: الهيليوم السائل، "القيد الذهبي" الذي يعيق انتشار العلاج بالبروتونات

المكون الأساسي للعلاج بالبروتونات، وهو المغناطيس فائق التوصيل للسيكلوترون، كان تقليديًا يحتاج إلى الغمر في الهيليوم السائل للحفاظ على حالته فائقة التوصيل. وهذا لا يتطلب فقط تجهيز كل جهاز بأنظمة أمان لتفريغ الطاقة عند فقدان التوصيل الفائق، وأنظمة معقدة لاسترداد وإعادة تعبئة الهيليوم السائل، بل يؤدي أيضًا إلى تكاليف تشغيلية باهظة: وفقًا لتقديرات تقريبية، تتجاوز تكاليف الصيانة السنوية المرتبطة بالهيليوم السائل لنظام علاج بروتوني تقليدي واحد مليون يوان صيني. والأهم من ذلك، أن الإمداد العالمي بالهيليوم السائل غير مستقر للغاية ويعتمد على الاستيراد، وفي حال انقطاعه، قد يتوقف مركز العلاج بأكمله عن العمل. إن ارتفاع تكاليف التشغيل والصيانة، بالإضافة إلى مخاطر سلسلة التوريد، تجعل من الصعب على العلاج بالبروتونات تجاوز عدد محدود من المستشفيات الكبرى، مما يعيق تطبيقه السريري على نطاق واسع.

التحدي: من "الغمر في الهيليوم السائل" إلى "التبريد بالتوصيل"، تجاوز ثلاث عقبات فيزيائية رئيسية

الانتقال من "حل الهيليوم السائل" الناضج إلى "التبريد بالتوصيل الخالي من الهيليوم السائل" ليس مجرد إزالة الهيليوم السائل. واجه فريق المهندسين في بايبيما سوبركونداكتيف تحديات نظامية مترابطة في مجالات الحرارة والقوى والكهرباء:

● الانخفاض الأسي في كفاءة التوصيل الحراري

في درجات الحرارة المنخفضة للغاية (أقل من 4 كلفن، أي -269 درجة مئوية)، تنخفض الموصلية الحرارية للمواد الصلبة التقليدية بعشرات المرات. إن كيفية نقل البرودة من المبرد بكفاءة إلى الأجزاء البعيدة من المغناطيس فائق التوصيل الذي يزن عدة أطنان هي أول عقبة رئيسية أمام التبريد بالتوصيل.

● خطر التمزق الناتج عن الإجهاد الميكانيكي والانكماش الحراري

عند الانتقال من درجة حرارة الغرفة (300 كلفن) إلى 4 كلفن، تختلف معدلات الانكماش بين المواد المختلفة بشكل كبير، وقد يصل الانكماش الشعاعي إلى عدة مليمترات. إذا لم يكن التصميم الهيكلي مناسبًا، فقد يؤدي ذلك إلى انفصال أسطح التلامس مما يسبب فشل نقل الحرارة، أو حتى إلى شد أسلاك التوصيل الفائق وإتلافها بشكل لا رجعة فيه.

● حماية فقدان التوصيل الفائق - سباق مع الزمن دون "وسادة" الهيليوم السائل

في حل الهيليوم السائل، يمكن للهيليوم السائل امتصاص جزء من الطاقة عند فقدان التوصيل الفائق. أما في التبريد بالتوصيل، فإن الحرارة الناتجة عن فقدان التوصيل الفائق الموضعي تنتشر عبر الجسور الحرارية المعدنية، وقد تدمر المغناطيس بأكمله في غضون ثوانٍ. يجب أن يستجيب نظام الحماية في غضون أجزاء من الألف من الثانية.

لم تكن لهذه التحديات حلول جاهزة. بعد أشهر من التحليل النظري، والمحاكاة متعددة الفيزياء، وعشرات التكرارات للنماذج الأولية، والاختبارات التدميرية للمواد، تمكن فريق المهندسين في بايبيما سوبركونداكتيف من التغلب على جميع العقبات التقنية في السلسلة الكاملة، بدءًا من واجهات المواد والدعامات المرنة وصولاً إلى الحماية متعددة المستويات، محولين بذلك "التبريد بالتوصيل" من أمر مستحيل إلى حل منتج موثوق.

2. الميزة الثانية: التصميم والتصنيع المستقلان، وسلسلة توريد محلية خاضعة للسيطرة

● تصميم مستقل على مستوى النظام

من المخطط العام إلى المكونات الأساسية، كل شيء خاضع للسيطرة المحلية بنسبة 100%. قام فريق المهندسين في الشركة بشكل مستقل بالتغلب على التحديات وتصميم النظام الكامل للمغناطيس فائق التوصيل وأنظمته الفرعية الأساسية، بما في ذلك مخطط الإجهاد الكهرومغناطيسي، ومخطط التبريد بالتوصيل، وتصميم التوازن الحراري للعزل الحراري في درجات الحرارة المنخفضة، ومخطط التعليق بالقضبان، ومخطط حماية فقدان التوصيل الفائق، وغيرها.

● تصنيع مستقل وسلسلة توريد محلية خاضعة للسيطرة

من التصميم إلى التسليم، تمتلك الشركة بشكل مستقل العمليات والمكونات الأساسية للنظام بأكمله، حيث تتجاوز نسبة التصنيع المحلي للنظام المتكامل 90%. ومن الجدير بالذكر أن أنظمة المبردات GM المتعددة المدمجة في النظام تم تطويرها وتصنيعها بالكامل بواسطة شركة بايبيما سوبركونداكتيف. وقد وصلت مؤشرات الأداء الرئيسية مثل قدرة الرأس البارد، ومعدل التبريد، والاستقرار طويل الأمد للتشغيل إلى مستويات رائدة عالميًا، دون الاعتماد على أي علامات تجارية مستوردة.

3. الميزة الثالثة: استبدال الرأس البارد مباشرة في الحالة الباردة دون الحاجة إلى إعادة التدفئة

عند استبدال الرأس البارد في المغناطيسات فائقة التوصيل المغمورة بالهيليوم السائل تقليديًا، على الرغم من عدم الحاجة إلى إعادة التدفئة، إلا أن كل عملية استبدال تؤدي إلى تبخر مئات اللترات من الهيليوم السائل فورًا، مما يتسبب في خسارة تصل إلى مئات الآلاف من اليوانات في المرة الواحدة. بالإضافة إلى ذلك، يستغرق استعادة التوازن الحراري عدة أيام بعد إعادة تعبئة الهيليوم السائل، مما يجعل تكاليف التشغيل ووقت التوقف عن العمل أمرًا لا يمكن تجاهله.

أما حلول التبريد بالتوصيل الأخرى (مثل التبريد المباشر ببعض المبردات ذات درجات الحرارة المنخفضة) فغالبًا ما تتطلب إعادة تدفئة المغناطيس بأكمله إلى درجة حرارة الغرفة لاستبدال الرأس البارد، وهو ما يستغرق أسابيع ويحمل مخاطر عالية.

يمتلك نظام التبريد بالتوصيل الخاص بنا، المدعوم بتقنية حصرية، القدرة الثورية على استبدال الرأس البارد مباشرة في الحالة الباردة:

● لا حاجة لإعادة التدفئة، مما يقلص الوقت من أسابيع إلى ساعات قليلة;

● لا فقدان للهيليوم السائل، مما يلغي تمامًا المواد الاستهلاكية باهظة الثمن ومخاطر سلسلة التوريد;

محققًا بذلك مبدأ "استبدل واستخدم فورًا، مع توقف شبه معدوم".

نبذة عن الشركة

تأسست شركة سوتشو بايبيما سوبركونداكتيف تكنولوجي المحدودة في نهاية عام 2018، وتركز على مجالات البيئات الفيزيائية القصوى "التوصيل الفائق، والتبريد الفائق، والتفريغ الفائق". تقدم الشركة منتجات تشمل المغناطيسات فائقة التوصيل، وأنظمة المبردات GM، وأنظمة المضخات المبردة، وغيرها، والتي تُستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل الاندماج النووي الخاضع للسيطرة، وتقنيات الكم، والعلاج بالجسيمات، وأشباه الموصلات، والصناعات العامة. وحتى الآن، تم تصدير منتجات الشركة إلى العديد من الدول بما في ذلك الولايات المتحدة، والمملكة المتحدة، وهولندا، وألمانيا، وتركيا، وكوريا الجنوبية، وروسيا، وغيرها.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com