日前,中國計量科學(xué)研究院承擔的“玻爾茲曼常數測量和熱力學(xué)溫度基準研究”項目通過(guò)了專(zhuān)家驗收。通過(guò)對玻爾茲曼常數測量、熱力學(xué)溫度基準及其關(guān)鍵技術(shù)的研究,建立了玻爾茲曼常數測量裝置、光譜輻射法和噪聲法測量熱力學(xué)溫度裝置,使我國具備玻爾茲曼常數測量和輻射法熱力學(xué)溫度測量能力,研究水平進(jìn)入國際測量前沿研究領(lǐng)域。
據介紹,玻爾茲曼常數是CIPM推薦用來(lái)定義熱力學(xué)度日開(kāi)爾文K的自然基本常數。準確測量玻爾茲曼常數,使其不確定度達到新定義的可接受水平,是國際計量界面臨的一大挑戰。目前,中國計量科學(xué)研究院的研究人員在重新定義常數方面取得了重大突破。
該項目負責人研究員張金濤表示,該項目團隊已經(jīng)建立了一個(gè)基于世界上固定距離圓柱聲共振法的玻爾茲曼常數測量系統。在新傳感器的應用、圓柱坐標系中非理想因素校正分析系統的建立、圓柱腔的測量等幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題上取得突破。該方法獨立于歐美國家計量機構采用的球形或準球形聲共振方法。新獲得的玻爾茲曼常數的相對標準不確定度小于CODATA 2006年公布值的1倍。10-6已成為國際計量界目前獲得的幾種zui高精度測量結果之一,使我國具備了進(jìn)行玻爾茲曼常數測量的實(shí)驗能力,玻爾茲曼常數測量是一個(gè)國際性溫度計測量邊界zui場(chǎng)。參與開(kāi)爾文度日的重新定義和國際溫標的分配,跟上國際溫度計的發(fā)展趨勢,對我國具有里程碑意義。
這個(gè)課題的另一個(gè)研究項目-& mdash;& mdash在熱力學(xué)溫度基準研究方面,研究組建立了輻射溫度計及其在中國的配套性能測量實(shí)驗設備,獨立完成了金屬-碳共晶點(diǎn)(鈷-碳、鉑-碳、錸-碳共晶點(diǎn))和銀凝固點(diǎn)的熱力學(xué)溫度測量,相對標準不確定度達到1.0~1.7倍;10-4,實(shí)現了高溫固定點(diǎn)的熱力溫度賦值,這對我國參與新的高溫固定點(diǎn)熱力溫度國際賦值測量,使我國實(shí)施開(kāi)爾文實(shí)用溫標的實(shí)現及現狀:國際計量等重要發(fā)展事件有發(fā)言權,標志著(zhù)中國高溫計量已經(jīng)進(jìn)入國際先進(jìn)行列和前沿研究領(lǐng)域。
負責該項目的前研究員尊東表示,高溫定點(diǎn)已成為國際溫度計測量界亟待解決的重大問(wèn)題。近年來(lái),金屬碳-碳高溫不動(dòng)點(diǎn)的發(fā)現使得尋找更高溫度的不動(dòng)點(diǎn)成為可能。金屬碳碳高溫定點(diǎn)及其熱力學(xué)溫度測量已成為國際高溫測量研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。經(jīng)過(guò)近四年的努力,該研究小組在中國研制了一種噪聲法測量熱力溫度的準絕熱氬三相點(diǎn)裝置,其技術(shù)水平已達到國際先進(jìn)水平。還提出了一種修正世界噪聲溫度計剩余電磁干擾裕度的方法,擴大了我國中低溫地區熱力溫度測量的范圍。
據了解,在本研究過(guò)程中,研究小組還在中國聲學(xué)方法頻率測量的前沿建立了一個(gè)研究實(shí)驗室。聲學(xué)共振、微波和激光干涉方面的技術(shù)和理論經(jīng)驗對于高溫熱力學(xué)溫度的精確測量、流體物理性質(zhì)的精確測量、溫室氣體排放的測量、核電反應堆等特殊環(huán)境溫度的可靠測量、空間站溫度開(kāi)爾文單位的可靠準確再現等領(lǐng)域的研究和應用具有重要意義。據報道,主題是國家?!笆晃濉币巹?;科技支撐計劃重點(diǎn)項目&現狀;基于量子物理的現代計量基準研究現狀:其中一個(gè)項目。
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