中國(guó)十個(gè)“大科學(xué)裝置”

安利

隨著中國(guó)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）的全面竣工，標(biāo)志著我國(guó)“大科學(xué)裝置”又完成新的一項(xiàng)。正如國(guó)際空間站、國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆、歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)，大科學(xué)裝置是指那些需要“大手筆”建設(shè)，并能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，來(lái)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(guó)一些正在運(yùn)行或在建的大科學(xué)裝置。

1. 正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)

北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPC）是中國(guó)第一臺(tái)大科學(xué)裝置，也是中國(guó)第一臺(tái)高能加速器，1990年建成運(yùn)行，后又經(jīng)過(guò)一系列改造，已在高能物理研究方面取得了多項(xiàng)國(guó)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(lái)建成一個(gè)50～100千米周長(zhǎng)的環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)CEPC，進(jìn)一步將CEPC改建成一個(gè)超級(jí)質(zhì)子對(duì)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(guó)家天文臺(tái)河北興隆觀測(cè)基地。自2012年9月正式巡天以來(lái)，已捕獲700余萬(wàn)條高質(zhì)量恒星光譜，超過(guò)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(chǎng)，來(lái)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(duì)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(yáng)的大科學(xué)工程”。

5. 種質(zhì)資源庫(kù)

中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)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(kù)、植物離體種質(zhì)庫(kù)、DNA庫(kù)、微生物庫(kù)和動(dòng)物種質(zhì)庫(kù)。與世界其他著名的種子庫(kù)相比，西南種質(zhì)資源庫(kù)是唯一建立在“生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)”的種質(zhì)資源庫(kù)。

6. 上海光源

上海同步輻射裝置（SSRF）簡(jiǎn)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(chǎng)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(cè)子午鏈”（簡(jiǎn)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(cè)臺(tái)站所組成的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)運(yùn)用地磁（電）、無(wú)線電、光學(xué)和探空火箭等多種手段，連續(xù)監(jiān)測(cè)空間環(huán)境，為天氣研究、地震監(jiān)測(cè)等提供幫助。

8. “科學(xué)”號(hào)考察船

“科學(xué)”號(hào)是我國(guó)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(chǎng)驗(yàn)證等五大船載探測(cè)系統(tǒng)，搭載了無(wú)人纜控潛水器、深海拖曳探測(cè)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(guó)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(duì)人體具有高度危險(xiǎn)性、通過(guò)氣溶膠途徑傳播或傳播途徑不明、目前尚無(wú)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(duì)其進(jìn)行研究。

10. 散裂中子源

我國(guó)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(shì)互補(bǔ)。

【責(zé)任編輯】龐 云