Репортаж от Wedoany，3 июня 2026 года компания Suzhou Eight Horses Superconducting Technology Co., Ltd. успешно завершила все испытания производительности своей самостоятельно разработанной «Сверхпроводящей магнитной системы для 230 МэВ безгелиевого циклотрона». Все показатели соответствуют проектным стандартам, система была успешно поставлена заказчику и вскоре будет введена в клиническую эксплуатацию.

Это первая в Китае сверхпроводящая магнитная система для компактного 230 МэВ безгелиевого протонного циклотрона с кондуктивным охлаждением, предназначенная для клинического применения. Она обеспечивает поддержку локализации и масштабного внедрения протонной терапии.

Три ключевые технологические особенности, переопределяющие оборудование для протонной терапии

1. Особенность первая: кондуктивное охлаждение

Проблема: жидкий гелий — «золотые оковы», сдерживающие распространение протонной терапии

Ключевой компонент протонной терапии — сверхпроводящий магнит циклотрона — традиционно должен быть погружен в жидкий гелий для поддержания сверхпроводящего состояния. Это не только требует оснащения каждого устройства системой безопасности для сброса при квенче, сложной системой рекуперации и повторной заправки жидкого гелия, но и влечет за собой высокие эксплуатационные расходы: по приблизительным оценкам, годовые затраты на обслуживание, связанные с жидким гелием, для одной стандартной системы протонной терапии превышают 1 миллион юаней. Более того, глобальные поставки жидкого гелия крайне нестабильны и зависят от импорта, и в случае прекращения поставок весь лечебный центр может остановиться. Высокие эксплуатационные расходы в сочетании с риском «узких мест» в цепочке поставок не позволяют протонной терапии выйти за пределы нескольких ведущих больниц и достичь масштабного клинического внедрения.

Сложность: от «погружения в жидкий гелий» к «кондуктивному охлаждению» — преодоление трех основных физических барьеров

Переход от зрелой «гелиевой схемы» к «безгелиевому кондуктивному охлаждению» — это не просто «удаление жидкого гелия». Инженерная команда Eight Horses Superconducting столкнулась с системными проблемами, связанными с мультифизическим взаимодействием тепловых, механических и электрических полей:

● Экспоненциальное снижение эффективности теплопередачи

В области глубокого холода ниже 4K (-269°C) теплопроводность обычных твердых материалов резко падает в десятки раз. Как эффективно передать холодопроизводительность криокулера к удаленным частям многотонного сверхпроводящего магнита — это первое серьезное препятствие для кондуктивного охлаждения.

● Риск разрыва из-за механических напряжений и теплового сжатия

При охлаждении от 300K (комнатная температура) до 4K коэффициенты усадки различных материалов сильно различаются, радиальная усадка может достигать нескольких миллиметров. При неправильной конструкции это может привести к отслоению контактных поверхностей и отказу теплопередачи, или, что еще хуже, к повреждению сверхпроводящей проволоки и необратимому выходу из строя.

● Защита от квенча — гонка на выживание без «буфера» из жидкого гелия

В гелиевой схеме при квенче жидкий гелий поглощает часть энергии; при кондуктивном охлаждении тепло от локального квенча распространяется через металлические тепловые мосты и может за несколько секунд разрушить весь магнит. Система защиты должна реагировать за миллисекунды.

На эти проблемы не было готовых ответов. Инженерная команда Eight Horses Superconducting, проведя многомесячный теоретический анализ, мультифизическое моделирование, десятки итераций прототипов и разрушительные испытания материалов, шаг за шагом преодолела все технологические барьеры — от границ раздела материалов и гибких опор до многоуровневой защиты, превратив «кондуктивное охлаждение» из невозможного в надежное коммерческое решение.

2. Особенность вторая: самостоятельное проектирование и производство, контролируемая цепочка поставок

● Системное самостоятельное проектирование

От общей концепции до ключевых компонентов — 100% самостоятельный контроль. Инженерная команда компании независимо разработала и полностью спроектировала всю систему сверхпроводящего магнита и ее ключевые подсистемы, включая схему электромагнитных напряжений, схему кондуктивного охлаждения, конструкцию криогенной теплоизоляции и теплового баланса, схему подвески на тягах, схему защиты от квенча и т.д.

● Самостоятельное производство, контролируемая цепочка поставок

От проектирования до поставки всей системы ключевые технологии и компоненты находятся под контролем компании. Уровень локализации всего устройства превышает 90%. Примечательно, что несколько интегрированных в систему криокулеров GM полностью разработаны и произведены компанией Eight Horses Superconducting. Ключевые показатели производительности, такие как холодопроизводительность, скорость охлаждения и долгосрочная стабильность работы, достигли мирового уровня, и система больше не зависит от импортных брендов.

3. Особенность третья: замена криоголовки без отогрева, в холодном состоянии

При замене криоголовки в традиционных сверхпроводящих магнитах с погружением в жидкий гелий, хотя этап отогрева не требуется, каждая замена приводит к мгновенному испарению сотен литров жидкого гелия, а разовые потери достигают сотен тысяч юаней. Кроме того, после повторной заправки жидким гелием требуется несколько дней для восстановления теплового баланса, что приводит к значительным эксплуатационным расходам и времени простоя.

Другие схемы кондуктивного охлаждения (например, прямое охлаждение некоторыми криокулерами) часто требуют отогрева всего магнита до комнатной температуры для замены криоголовки, что занимает несколько недель и сопряжено с высоким риском.

Наша система кондуктивного охлаждения, поддерживаемая эксклюзивной технологией, позволяет революционным образом осуществлять замену криоголовки в холодном состоянии:

● Без отогрева — время сокращается с нескольких недель до нескольких часов;

● Без потерь жидкого гелия — полностью устраняются дорогостоящие расходные материалы и риски цепочки поставок;

Достигается принцип «заменил и используй, практически без остановки».

Информация о компании

Компания Suzhou Eight Horses Superconducting Technology Co., Ltd., основанная в конце 2018 года, специализируется на области «сверхпроводимости, сверхнизких температур и сверхвысокого вакуума». Она предлагает продукцию, включая сверхпроводящие магниты, системы криокулеров GM, системы криогенных насосов и т.д., которые широко используются в таких отраслях, как управляемый термоядерный синтез, квантовые технологии, лучевая терапия частицами, полупроводники, общая промышленность и другие. На сегодняшний день продукция экспортируется во многие страны, включая США, Великобританию, Нидерланды, Германию, Турцию, Южную Корею, Россию и другие.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com