隨著中國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)的全面竣工,標(biāo)志著我國“大科學(xué)裝置”又完成新的一項(xiàng)。正如國際空間站、國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆、歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī),大科學(xué)裝置是指那些需要“大手筆”建設(shè),并能長期穩(wěn)定運(yùn)行,來實(shí)現(xiàn)重要的前沿性的科學(xué)技術(shù)目標(biāo)的大型設(shè)施。下面就介紹我國一些正在運(yùn)行或在建的大科學(xué)裝置。
1.正負(fù)電子對撞機(jī)
北京正負(fù)電子對撞機(jī)(BEPC)是中國第一臺(tái)大科學(xué)裝置,也是中國第一臺(tái)高能加速器,1990年建成運(yùn)行,后又經(jīng)過一系列改造,已在高能物理研究方面取得了多項(xiàng)國際領(lǐng)先的成果。到2020年,BEPC的科學(xué)目標(biāo)就基本完成了,科學(xué)家設(shè)想,未來建成一個(gè)50~100千米周長的環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)CEPC,進(jìn)一步將CEPC改建成一個(gè)超級(jí)質(zhì)子對撞機(jī)。
2.郭守敬巡天望遠(yuǎn)鏡
郭守敬巡天望遠(yuǎn)鏡全稱是大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡(LAMOST),它位于中科院國家天文臺(tái)河北興隆觀測基地。自2012年9月正式巡天以來,已捕獲700余萬條高質(zhì)量恒星光譜,超過此前全球所有已知光譜巡天項(xiàng)目獲得數(shù)據(jù)的總和。光譜包含著關(guān)于恒星各種特性的信息,能夠揭示其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、溫度、質(zhì)量和化學(xué)成分。
3.EAST裝置
EAST由“實(shí)驗(yàn)”“先進(jìn)”“超導(dǎo)”“托卡馬克”4個(gè)英文單詞的首字母組成,也稱“東方超環(huán)”,位于中科院合肥等離子體研究所?!巴锌R克”是一環(huán)形裝置,外面纏繞著線圈,通電時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場,來約束核聚變材料產(chǎn)生的高溫等離子體,從而實(shí)現(xiàn)人類對聚變反應(yīng)的控制。EAST是世界上第一個(gè)建成并正式投入運(yùn)行的全超導(dǎo)“托卡馬克”實(shí)驗(yàn)裝置,而且是世界上第一個(gè)非圓截面全超導(dǎo)“托卡馬克”實(shí)驗(yàn)裝置。
4.神光II裝置
“托卡馬克”裝置的“磁約束聚變”是實(shí)現(xiàn)可控核聚變反應(yīng)的一條途徑,另一條途徑則是“慣性約束聚變”,即把強(qiáng)大的激光束聚焦到核聚變材料制成的微型靶丸上,在瞬間產(chǎn)生極高的高溫和極大的壓力,被高度壓縮的稠密等離子體在擴(kuò)散之前,即完成全部核反應(yīng)。中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所的神光Ⅱ高功率激光實(shí)驗(yàn)裝置便是這樣一個(gè)被譽(yù)為“在地球上人造一個(gè)小太陽的大科學(xué)工程”。
5.種質(zhì)資源庫
中國西南野生生物種質(zhì)資源庫位于云南昆明,主要收集和保存云南及周邊地區(qū)和青藏高原的種質(zhì)資源,包括種子庫、植物離體種質(zhì)庫、DNA庫、微生物庫和動(dòng)物種質(zhì)庫。與世界其他著名的種子庫相比,西南種質(zhì)資源庫是唯一建立在“生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)”的種質(zhì)資源庫。
6.上海光源
上海同步輻射裝置(RF)簡稱上海光源,是世界上性能最好的第三代中能同步輻射光源之一。同步輻射是由以接近光速運(yùn)動(dòng)的電子在磁場中做曲線運(yùn)動(dòng)改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)所產(chǎn)生的電磁輻射。
7.子午工程
“東半球空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測子午鏈”(簡稱子午工程)是指沿東經(jīng)120度附近,北起漠河經(jīng)北京、武漢南至海南并延伸到南極中山站,以及沿北緯30度附近,東起上海經(jīng)武漢、成都西至拉薩的15個(gè)監(jiān)測臺(tái)站所組成的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。通過運(yùn)用地磁(電)、無線電、光學(xué)和探空火箭等多種手段,連續(xù)監(jiān)測空間環(huán)境,為天氣研究、地震監(jiān)測等提供幫助。
8.“科學(xué)”號(hào)考察船
“科學(xué)”號(hào)是我國最先進(jìn)的海洋科學(xué)綜合考察船,它具備全球航行能力,配備了海洋大氣、水體、海底、深海極端環(huán)境和遙感信息現(xiàn)場驗(yàn)證等五大船載探測系統(tǒng),搭載了無人纜控潛水器、深海拖曳探測系統(tǒng)、電視抓斗等先進(jìn)的設(shè)備,可為深海和大洋研究提供先進(jìn)的海上移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室和試驗(yàn)平臺(tái)。
9.武漢P4實(shí)驗(yàn)室
中科院武漢國家生物安全實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)建成,即將投入使用,這將是亞洲首個(gè)P4實(shí)驗(yàn)室。P4實(shí)驗(yàn)室是人類迄今為止能建造的生物安全防護(hù)等級(jí)最高的實(shí)驗(yàn)室,適用于對人體具有高度危險(xiǎn)性、通過氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明、目前尚無有效疫苗或治療方法的致病微生物及其毒素的研究。埃博拉病毒便被定義為最高等級(jí)的四級(jí)生物安全病毒,只有在P4實(shí)驗(yàn)室里才能對其進(jìn)行研究。
10.散裂中子源
我國迄今最大的科學(xué)裝置--散裂中子源正在廣東東莞建設(shè),預(yù)計(jì)2018年建成后將躋身世界四大散裂中子源的行列。散裂中子源是用高能質(zhì)子撞擊重金屬靶,產(chǎn)生極為短暫的高強(qiáng)度中子脈沖,它就像一臺(tái)超級(jí)顯微鏡,可以研究DNA、結(jié)晶材料、聚合物等微觀結(jié)構(gòu),為先進(jìn)能源、生命科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)等前沿研究提供了一種最先進(jìn)的、不可替代的研究工具。它還能與同步輻射光源等裝置形成優(yōu)勢互補(bǔ)。
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