中国有多少“大科学装置”?
先提一下“大科学”(Big Science,Megascience,Large Scinece),这是是国际科技界提出的一个新概念,简单的说就是基础性的交叉科学。而大科学装置一般以大规模的投入和工程建设来完成,建成后通过长期的稳定运行和持续的科学科研活动,实现重要科学技术目标的大型设施。除了近年新建成的天眼FAST,我国还有那些大科学装置呢?我们来简单盘点一下,不分排名的。
1、北京正负电子对撞机(BEPC),这是我国第一台大科学装置,也是中国的第一台高能加速器,在1990年建成并运行,它是由长202米的直线加速器,输运线,周长240米的圆型加速器(储存环)和高6米重500吨的北京谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等几部分组成,占地总面积达57500平方米。在经过一系列改造后已在高能物理研究方面取得了多项国际领先的成果。
2、全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),也称为“东方超环”,EAST这个名称是由“实验”“先进”“超导”“托卡马克”4个英文单词的首字母组成,这套装置位于中科院合肥等离子体研究所。超导托卡马克装置是一种利用磁约束和真空绝热来实现受控核聚变的环形容器。被公认为是探索、解决未来稳态聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。EAST是世界上第一个建成并正式投入运行的全超导“托卡马克”实验装置,在2016年2月,中国EAST物理实验实现了在国际上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电。
3、上海同步辐射装置(SSRF),又称“上海光源”,在2010年1月19日在上海通过国家验收。这是世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一。“上海光源”发出的超强X光将对微观世界的认知带来一场“成像革命”——它将用比普通X光机亮上亿倍、强百万倍的同步辐射光对物质进行微观“成像”。
4、东半球空间环境地基综合监测子午链,又称“子午工程”,是指沿东经120度子午线附近,北起漠河,经北京、武汉南至海南并一直延伸到南极中山站,并以沿北纬30度附近,东起上海经武汉、成都西至***的15个监测台站,建成一个以链为主、链网结合的监测网络。通过利用地磁(电)、无线电、光学和探空火箭等多种手段,连续监测空间环境,为天气研究、地震监测以及载人航天等提供空间环境保障。其监测的空间范围是从20-30公里以上到几百公里的中高层大气和电离层,以及十几个地球半径以外的行星际空间。
5、稳态强磁场实验装置(SHMFF),2017年9月27日在合肥建成使用,强磁场与极低温、超高压一样,是现代科学实验中最重要的极端条件之一,为物理、化学、材料和生物等学科研究提供了新途径,对于发现和认识新现象新规律具有重要作用,位于合肥的这套强磁场装置是世界上第二台达到这一级别的装置,这也使我国成为继美国、法国、荷兰、日本之后第五个拥有稳态强磁场的国家。
6、中国科学院武汉国家生物安全实验室,也叫武汉P4实验室,这是亚洲首个P4实验室。P4实验室是人类迄今为止所能建造的生物安全防护等级最高的实验室,适用于对人体具有高度危险性、可以通过气溶胶途径传播或者传播途径不明、目前尚无有效治疗方法的致病微生物及其毒素的研究。例如埃博拉***就被定义为最高等级的四级生物安全***,只有在P4实验室里才能对其进行研究。
7、中国散裂中子源工程(CSNS),位于广东东莞市,是我国迄今为止最大的科学装置,2018年3月25日通过了中国科学院组织的工艺鉴定和验收,建成后的中国散裂中子源成为中国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置,它的建成可带动物理学、化学、材料科学、生命科学、纳米科学、医药、国防科研以及新型核能开发等学科的发展。
当然,中国的大科学装置不止这些,已经建成的还有兰州重离子加速器,合肥同步辐射加速器,短波与长波授时系统,合肥HT-6M受控热核反应装置,H1-13串列式静电加速器,2.16米光学望远镜,合肥环流器HL-1装置,新疆太阳磁场望远镜,宁波种质***库等这些国之重器,而在未来,我国还***建设上海的海底观测网,位于哈尔滨的空间环境地面模拟装置,兰州的强流重离子加速器,成都的高海拔宇宙线观测站等重大科学科研项目。这些国之重器、超级工程,既是为过去点赞,为当下点题,更是为未来点将,将面向科学技术前沿,为国家经济建设、国家安全和社会发展做出战略性、基础性和前瞻性的贡献。