温度单位的重新定义

温度的准确测量事关科学研究、国防安全、能源环境和民生健康等领域。传统温度测量的基本标尺依赖实物性质,制约了前沿科技的发展。精确测定玻尔兹曼常数,重新定义温度单位,是计量史上最重大的变革之一。

项目组提出了定程圆柱声学原级测温和量子噪声原级测温两种独立的方法。通过系列关键技术创新,分别获得了不确定度2.010-6和2.710-6的玻尔兹曼常数测量结果,均被国际科技数据委员会(CODATA)国际基本物理常数推荐值收录。测定结果被用于玻尔兹曼常数的最终定值,是全球唯一采用两种独立方法满足重新定义的成果,为温度单位开尔文的重新定义做出了重要贡献。因为上述贡献,“温度单位重大变革关键技术研究”项目荣获2018年度国家科技进步一等奖。

基于项目发展的创新技术,为国家重大工程第四代核反应堆堆芯温度的直接测量提供了解决方案,也为国防和航空航天等领域提供了温度溯源支持。对于实现多种技术途径、零溯源链、原位测量温度等热物理量具有重要意义。

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图 用于玻尔兹曼常数测量的圆柱谐振腔