世界最棒的航天器结构件和永磁体

阿尔法磁谱仪是人类发射上太空的第一个物理探测器，中国科学家是这项研究的最早发起者。

首次升入太空的阿尔法磁谱仪-01，其核心部分的永磁体是中国制造的。作为阿尔法磁谱仪-01中国方面的技术负责人，唐孝威院士同中国科学院高能物理研究所的科研人员一起，采用高技术为阿尔法磁谱仪设计研制了机械结构和反符合计数器，其探测效率达到了99.99%以上。

阿尔法磁谱仪主要由以下各部分组成：永磁体、上下各两层的闪烁体、紧贴永磁体内壁的反符合计数器、内层的六层硅微条探测器等。它的主体结构是永磁体，由钕铁硼材料制成的永磁体提供了磁场条件。该磁铁直径1.2米、长0.8米、重2吨、磁场强度为1500高斯，能长期在太空稳定运行。此外，它的漏磁非常小，磁二极矩几乎为零。阿尔法磁谱仪中安装了多种探测器。其中，硅微条探测器的作用在于测量带电粒子在磁场中的运行轨道；闪烁体探测器可用于测量带电粒子的飞行时间，由此可以知道粒子的飞行速度；反符合计数器用于排除从侧面进入磁场的不需要记录的粒子；切连科夫探测器将根据速度鉴别不同粒子。根据磁场反应的粒子电荷以及粒子的轨迹、速度、质量等信息，进而可以推断粒子的正与反。阿尔法磁谱仪-01的最关键部件——永磁体系统是由中国科学家研制的。

中国科学院高能物理研究所、中国科学院电工研究所、中国运载火箭技术研究院承担了阿尔法磁谱仪永磁体系统（含反符合计数器初样）研制项目，内容包括：用高性能钕铁硼材料研制的阿尔法磁谱仪大型永磁体，先后共研制了四台永磁体；用于支撑大型永磁体和整个探测器的阿尔法磁谱仪主结构，先后共研制了三个主结构件；研制反符合计数器初样，并参加了飞行件的设计、研制和测试。

阿尔法磁谱仪永磁体在设计时提出了“无铁、无磁漏、无二极矩”的“三无设计原则”，采用永磁魔环结构，具有漏磁小、磁场强和二极矩小等特点，飞行磁体中心磁场达到1500高斯；主结构为双层薄壳，自重0.3吨，支撑重达1.865吨的永磁体及整个探测器，并经受了起飞和降落时巨大的加速度和剧烈振动；反符合计数器位于主结构内壁，用于识别从探测器侧面进入阿尔法磁谱仪的粒子，探测效率达99.99%以上。

1998年6月3日凌晨，中国科学院电工研究所的科研人员守在电视机前，等待载着阿尔法磁谱仪随“发现”号航天飞机升空那一刻的到来，世人瞩目的阿尔法磁谱仪核心部件永磁体就出自他们之手。在大洋彼岸美国肯尼迪航天中心，丁肇中教授在交谈中多次提及中国科学院高能物理研究所、电工研究所和航天一院，称赞“中国科学家的工作很重要”。

阿尔法磁谱仪永磁体系统研制成功及首次安全飞行，表明中国在永磁体、航天器结构件研制以及高能物理研究等方面处于国际领先水平，有力地推动了我国永磁体制造技术、钕铁硼材料研制、航天器设计和制造技术以及粒子物理探测技术的发展；为中国科学院高能物理研究所、中国科学院电工研究所、中国运载火箭技术研究院等推广其科研成果，拓宽在工农业、医疗卫生、航天航空、高能物理等行业的应用、成果转化以及进一步开展国际合作交流创造了有利条件。