立式均质装置

典型的霉菌毒素(Mycotoxin)，由自然界真菌(Fungi)在基于小麦食物，包括谷物和食品中生长繁育过程产生的，对人体健康造成不利影响的化合物有毒物质，主要损害人体的肾脏和免疫系统。霉菌毒素广泛存在于食品加工链的各个阶段，如农场、啤酒厂、食品加工工业、餐馆和小食品店等，尤其在潮湿的环境条件下更容易发生。欧盟第七研发框架计划(FP7)中小企业主题提供130万欧元资助，总研发投入200万欧元，由意大利Automation SRL公司牵头负责，欧盟4家创新型中小企业(SMEs)同意大利罗马大学和葡萄牙INESC研究所科技人员，联合组成的欧洲DEMOTOX研发团队。致力于将科技界在实验室的霉菌毒素检测技术创意，通过商业化的中试示范项目，直接研制开发出可从食品、饲料和饮料中量化测定霉菌毒素痕迹的低成本便携式检测装置。 　　DEMOTOX研发团队的科技界主要合作伙伴意大利罗马大学和葡萄牙INESC研究所为该项检测技术的持有者，技术的主要创意点在于：1)利用沉积于玻璃衬底的a-Si:H光敏感应器技术(a-Si:H Photosensors)，可快速检测出饲料、食品、啤酒和饮料中一种毒性很强的菌株毒素，即赭曲霉毒素A(OTA，Ochratoxin A) 2)结合采用不同方式的表面处理工艺，提升检测霉菌毒素的敏感度与准确性 3)发现霉菌毒素在食品链中难以分解的抗体，研制出有效祛除霉菌毒素的新工艺。 　　DEMOTOX研发团队围绕霉菌毒素检测技术的创意，开发出适用于不同场合的系列紧凑型便携式检测装置，已分别在农场、食品加工业、啤酒厂、餐馆和食品店进行验证。获得的初步结果，显示出创新型霉菌毒素检测技术装置未来广阔的应用前景，必将为消费者愈来愈更加关注的食品安全做出贡献。

据国外媒体报道，目前，科学家最新发明一种电子装置，可99.9%消除鞋子的臭味，数十分钟之内让你的鞋子有清新的气味。该电子装置叫做“杀菌鞋(SteriShoe)”，是通过紫外光线杀死导致足部脚臭的细菌，杀菌鞋从外观上非常像鞋楦(鞋的成型模具)，人们只需将它插入脚中，然后启动便开始杀菌处理。 　　 　　杀菌鞋发明者声称，人们平均每天可产生236.5毫升(0.5品脱)脚汗，但该装置能够在短短45分钟内杀死99.9%的细菌。它适用于患有脚癣、脚趾甲或者仅是脚臭的人群。 　　这种最新装置是由美国发明家研制生产，目前英国网站售价80英镑，并提供各种尺寸。生产厂商鞋类护理发明公司发言人雷恩-库赫琳(Rainer Kuehling)说：“杀菌鞋是通过紫外线杀死鞋子中的微生细菌，医学专家推荐使用该装置来消除困扰许多人们的脚臭问题，它是一种杀死细菌的非化学方法，可有产地减少鞋子的臭味，降低脚癣感染概率。同时，杀菌鞋使用非常便捷，人们仅需将它插入鞋子之中，按下按钮便开始杀菌处理。45分钟之后99.9%的有害细菌都被杀死。这是清洁足部的实用性工具，也为患有脚癣的人群带来福音。” 　　通常鞋楦都是由杉木制成，有助于限制一些臭味被水分吸收，然而杀菌鞋是首例使用紫外线脚臭杀菌的装置，紫外线是一种较好的杀菌剂，曾适用于医院、牙科手术、公共游泳池和其它水治疗系统，有助于杀死细菌。 　　人类肉眼看不到紫外光线，但这种光线可将有害细菌杀死。为了避免使用者与紫外线的直接接触，杀菌鞋还具有几个安全特性。该装置带有一个压力传感器，当插入鞋子之中产生轻微压力，便启动该传感器。同时，杀菌鞋仅在密封、光线较暗的环境下使用，杀菌鞋上的传感器扫描周围环境的光线足够暗时，才能启动紫外线照射。据悉，该装置还可适用于露趾鞋和凉鞋。

产品描述：TVOC-600环境空气厂界/无组织超标报警传感装置，适用于环境空气、厂界及无组织的挥发性有机物在线监测，设备为立杆或壁挂式安装，响应灵敏，可监测环境空气中低浓度挥发性有机气体，并支持扩展风速风向监测。产品特点：? 采用进口高性能PID传感器，精度高，响应快，量程可选择；? 防尘控湿及防凝露技术，排除环境空气中杂质干扰，保障检测精度；? 采用7寸触摸屏显示与操控；? 具有超标报警功能，报警限值可灵活配置；? 具有数据存储功能，可存储1年以上历史数据；? 支持扩展风速风向监测；? 内置无线传输模块实时上传数据，通讯协议符合HJ212-2017标准；? 另有防爆型产品可选，满足爆炸性环境使用需求，已取得防爆认证证书；技术参数：? 量程范围：0-20/200ppm可选? 示值误差：＜±3%F.S.? 检出限：1.5ppb? 重复性：＜1%? 响应时间：T90＜10s? 有线输出：4-20mA，RS232? 通讯方式：3G/4G? 报警方式：声光报警 创新点：泵吸式或扩散式可选 内置7寸触摸显示大屏，可查询历史记录 内置无线传输模块 可增加声光报警器、风速风向等设备 环境空气厂界无组织超标报警传感装置TVOC装置PID

6月5日，我国首台高品质因数1.3 GHz超导加速模组通过专家评审。该模组是大科学装置的关键技术设备之一。专家组指出，该模组在国际上率先实现了中温退火高品质因数超导腔模组技术路线，具有完全自主知识产权，性能处于国际领先水平，使我国高品质因数超导加速器技术走在了国际前沿。目前，我国正在建设及规划中的多个重大科技基础设施，如上海硬X射线自由电子激光装置（SHINE）、深圳中能高重复频率X射线自由电子激光装置（S3FEL）、未来高能环形正负电子对撞机（CEPC）等，都需要大量的高品质因数1.3 GHz超导加速模组。中国科学院高能物理研究所研究员潘卫民介绍，该模组是当前国际先进加速器技术竞争的制高点，是我国和国际上多个大科学工程的关键核心设备，技术极为复杂、造价高昂，属于“要不来、买不来、讨不来”的技术，是加速器领域的国之重器。攻克这一关键核心技术并实现国产化，有助于我国在关键领域实现新时代高水平科技自立自强，否则将造成加速器造价和运行费用大幅上涨，或者不得不花大价钱购买国外的产品和部件。专家组评审认为，该模组的成功研制，标志着中温退火工艺稳定可靠、易于实现，可作为未来高品质因数超导加速器的主要技术路线，为我国建设国际领先的连续波电子加速器完成了高品质因数超导腔及模组关键技术和样机验证，具有重大的实际意义和广阔的应用前景。专家组同时指出，该模组性能满足了大连先进光源（DALS）的超导加速模组设计要求，也超过了美国直线相干光源二期项目（LCLS-II）及其能量升级项目（LCLS-II-HE）的超导加速模组设计指标（此为国际目前最高设计指标），超导腔平均品质因数优于LCLS-II-HE的掺氮工艺批量超导加速模组性能。据悉，该项目由中国科学院高能所项目团队历时三年研制、总装、调试完成。继2020年在国际上首次改进中温退火工艺，并成功实现1.3 GHz 9-cell超导腔的中温退火工艺之后，为满足国家战略需求，坚持自主创新，项目团队瞄准国际最高水平全力攻坚，实现了比掺氮工艺更为先进的中温退火高品质因数超导腔模组技术路线，创造了超导加速器品质因数的世界纪录，满足了我国相关大科学工程的迫切需求。1.3 GHz 9-cell超导加速模组总装。中国科学院高能所供图

——作者：倪思洁 来源：中国科学报6月5日，我国首台高品质因数1.3 GHz超导加速模组通过专家评审。该模组是大科学装置的关键技术设备之一。专家组指出，该模组在国际上率先实现了中温退火高品质因数超导腔模组技术路线，具有完全自主知识产权，性能处于国际领先水平，使我国高品质因数超导加速器技术走在了国际前沿。目前，我国正在建设及规划中的多个重大科技基础设施，如上海硬X射线自由电子激光装置（SHINE）、深圳中能高重复频率X射线自由电子激光装置（S3FEL）、未来高能环形正负电子对撞机（CEPC）等，都需要大量的高品质因数1.3 GHz超导加速模组。中国科学院高能物理研究所研究员潘卫民介绍，该模组是当前国际先进加速器技术竞争的制高点，是我国和国际上多个大科学工程的关键核心设备，技术极为复杂、造价高昂，属于“要不来、买不来、讨不来”的技术，是加速器领域的国之重器。攻克这一关键核心技术并实现国产化，有助于我国在关键领域实现新时代高水平科技自立自强，否则将造成加速器造价和运行费用大幅上涨，或者不得不花大价钱购买国外的产品和部件。专家组评审认为，该模组的成功研制，标志着中温退火工艺稳定可靠、易于实现，可作为未来高品质因数超导加速器的主要技术路线，为我国建设国际领先的连续波电子加速器完成了高品质因数超导腔及模组关键技术和样机验证，具有重大的实际意义和广阔的应用前景。专家组同时指出，该模组性能满足了大连先进光源（DALS）的超导加速模组设计要求，也超过了美国直线相干光源二期项目（LCLS-II）及其能量升级项目（LCLS-II-HE）的超导加速模组设计指标（此为国际目前最高设计指标），超导腔平均品质因数优于LCLS-II-HE的掺氮工艺批量超导加速模组性能。据悉，该项目由中国科学院高能所项目团队历时三年研制、总装、调试完成。继2020年在国际上首次改进中温退火工艺，并成功实现1.3 GHz 9-cell超导腔的中温退火工艺之后，为满足国家战略需求，坚持自主创新，项目团队瞄准国际最高水平全力攻坚，实现了比掺氮工艺更为先进的中温退火高品质因数超导腔模组技术路线，创造了超导加速器品质因数的世界纪录，满足了我国相关大科学工程的迫切需求。1.3 GHz 9-cell超导加速模组总装。中国科学院高能所供图

p 　　由中国科学院物理研究所等建设的国家重大科技基础设施项目——综合极端条件实验装置9月28日在北京怀柔正式启动建设，这也是怀柔科学城第一个开工的国家重大科技基础设施。该工程拟通过5年左右时间，建成国际上首个集极低温、超高压、强磁场和超快光场等极端条件为一体的用户装置，极大提升我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力。 /p p 　　综合极端条件实验装置工程由国家发改委审批，中科院、教育部共同申请，得到了北京市和怀柔区的鼎力支持。装置由极端实验条件产生系统、极端条件下的样品表征和测量系统，以及能满足上述各系统研制、升级、维护与运行的支撑系统等部分组成。建成后，该装置将成为开展物质科学及相关领域研究的重要实验基地，成为具有国际领先水平和重要国际影响力的科学与技术研究中心。 /p p 　　在项目启动会上，中科院副院长王恩哥表示，综合极端条件实验装置是中科院站在国家科技创新总体布局的高度，面向全球科技创新发展态势作出的一项重大部署，是落实习近平总书记关于在北京“建设具有全球影响力的科技创新中心”要求的具体举措之一。 /p p 　　王恩哥对项目建设法人单位中科院物理所提出了几点要求。他说，物理所要以对人民负责、对历史负责、对党和国家负责的态度，强化建设标准和要求，按照既定建设周期，保质保量完成建设任务 抢抓机遇，认真做好前沿科学领域布局规划 大胆探索大科学装置管理体制机制改革，运行好综合实验设备，多出成果，早出成果，出大成果，勇攀科学高峰 发现、吸引、凝聚顶尖科学家，形成国际科技创新人才高地。 /p p 　　王恩哥强调，综合极端条件实验装置在国际上是首创，是一项“功在当代，利在千秋”的国家科技基础设施建设工程。他希望该装置能够建设成为世界领先的用户装置，与相关交叉平台一起构成具有全球影响力的凝聚态物质科学研究中心。努力探索世界科学前沿，实现技术引领性突破，在怀柔科学城建设中作出重要贡献。 /p p 　　“极端条件实验手段的整体水平直接影响着我国在若干核心领域的竞争力。”中科院物理所所长方忠认为，项目建设将大幅提升我国综合极端条件科学与技术研究及尖端实验设备的研制、运行能力，提升我国在相关基础研究、高技术研究领域的综合水平，使我国在该领域的综合实力步入世界一流水平，促进我国从科技大国走向科技强国。 /p p 　　利用装置，科研人员可以开展非常规超导、拓扑物态、新型量子材料与器件等研究工作，并可在物理、材料、化学和生物医学等领域开展超快科学研究，探索极端时空尺度上的物质结构信息和动力学信息。项目首席科学家、国家“千人计划”入选者、中科院物理所研究员丁洪举例说，倘若科学家能利用装置做出室温超导体，电影《阿凡达》中壮观的“哈利路亚悬浮山”就有望成为现实。 /p p 　　此外，装置还具有广泛的实际应用价值。依靠该装置，人们可以开展各种特殊功能材料和技术的研发，还能够促进凝聚态物理、材料科学、化学、地质、能源科学及信息科学等不同学科之间的相互渗透、交叉融合。 /p p 　　项目首席科学家、中科院物理所研究员吕力透露，装置建成后将向国内外用户全面开放，遵循“开放、共享、流动、合作”的运行管理机制，严格保证全面对外开放机时。 /p p 　　据了解，综合极端条件实验装置是指综合集成低温、高压、强磁场、超快光场等一系列配套的集群设备所构成的大型科学实验设施。近年来，利用极端实验条件取得创新突破已成为科学研究发展的一种重要范式，不少工作获得了诺贝尔奖，大量成果得到了重要应用。世界上许多发达国家或地区，如美国、欧洲、日本等都在该领域展开了激烈竞争，许多著名研究机构都拥有先进的极端条件实验设施。 /p p /p

最近，《中国科学报》一篇名为《“第一缕曙光”的美丽与哀愁》的报道，读后让人真的感到很哀愁。 　　探测“宇宙第一缕曙光”，是当代天体物理领域一个非常前沿的课题。它的主要科学目标是研究“宇宙在大爆炸后什么时刻形成第一代恒星”，进而揭示宇宙从黑暗走向光明的历史。2007年建成的21CMA项目，被《科学》、《自然》杂志称为“可得诺奖的举措”。 　　让人大跌眼镜的是，耗资3000万元的21CMA建成后从未正常运行过。而且，由于很难再筹措到运行经费，今年8月份21CMA可能再次面临被关闭的命运。 　　据报道称，21CMA项目所面临的困境并非个案。很多已建成的科学装置，包括一些花钱更多的大科学装置，目前处于闲置和半闲置状态。这无疑是一种巨大的浪费。 　　是什么原因导致如此多的科学装置成了鸡肋?笔者认为，有两个原因不容忽视：一是科研立项时论证不严谨、审批不严格，二是科学装置类项目管理上的“重建设、轻运行”。 　　据业内人士介绍，有的科研课题在立项时未经同行专家的严格论证，有的项目提出人专门找“同意”的专家来论证，有的项目则是“领导拍板”。这就导致一些课题项目在未充分论证的情况下就仓促上马。 　　此外，我国的科学装置工程一直存在着“重建设、轻运行”现象。相关部门往往是在装置建设之初很有热情，愿意花大功夫、投大力气，到后期运行时就缺乏系统的管理，当出现困难时甚至撒手不管。 　　如何防止类似的事情重演? 　　首先要把好课题立项和项目审批关。比如，在一个项目上马之前，必须经过多方权威专家长期深入调研和充分客观论证，不能只听一种声音。特别是对于像21CMA这类可能取得重大突破但预知风险大的项目，在立项时更要论证充分，对项目技术方案的可靠程度、运行存在的困难等，尽可能做到心中有数。同时，在立项前要科学评估出心理所能承受的最大风险系数，当评估结果在这个系数以上时，就要慎之又慎、三思而行。 　　立项审批关把好了，不仅科研经费能得到有效合理的分配，避免“饿的饿死、饱的撑死”，同时也可有效防控科研项目的重复设置和科学装置的闲置。 　　同时，要重视和加强对科学装置的运行管理。经过严格审批的项目上马建成之后，应成立专门的机构来维持运行。相关部门应给与充分信任，保证持续稳定的经费投入。如果项目在运行中遇到困难，也要尽最大能力帮助解决问题，不宜轻言放弃。

1月22日，科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知（国科发基〔2020〕342号）》。其中提出了要落实《国务院关于国家重大科研基础设施和大型科研仪器向社会开放的意见》这些重大科研基础设施就是常说的大科学装置。随着世界科学技术飞速发展，科学研究的规模不断扩大、内容不断深化，科学研究对其所依赖的实验条件有了更高的要求。大科学装置就是为满足现代科学研究所需的能量更高、密度更大、时间更短、强度更高等极限研究条件而产生的。大科学装置作为国家科学技术水平和综合实力的重要体现，对国家科学技术的发展具有重要的推动力。按不同的应用目的，大科学装置可分为三类：专用研究装置、公共实验平台和公益基础设施。本文特为读者介绍其中的那些知名的专用科研设施。500口径球面射电望远镜（FAST）500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope），简称FAST，位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中，工程为国家重大科技基础设施，“天眼”工程由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成。500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，由我国天文学家南仁东先生于1994年提出构想，历时22年建成，于2016年9月25日落成启用。是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。神光Ⅱ高功率激光实验装置神光Ⅱ高功率激光实验装置（简称神光Ⅱ，包括八路装置和第九路两大部分）是目前国内已经投入正式运行的规模最大的高功率钕玻璃激光实验装置，也是我国目前唯一能够提供开放研究的高功率激光实验装置。它能在十亿分之一秒的瞬间发射出功率相当于全球电网总和数倍的激光束聚集到靶上，形成高温等离子体并引发聚变，进而开展激光与等离子体相互作用物理和惯性约束聚变（ICF）实验研究。自2000年以来，神光Ⅱ以我国激光聚变历史上从未有过的高质量、高稳定、高重复性提供了几十种复杂物理目标和靶型的实验打靶近6 900余次。近年来全年运行平均成功率超过90%，已经大幅超过装置原定70%的技术指标，实现了我国激光驱动器运行水平的重大提升，成为我国大科学工程中高效、稳定运行的范例。大亚湾反应堆中微子实验该设施为基础研究专用设施，依托本设施成立的国际合作组开展了长期的国际合作。主要功能是探测反应堆放出的中微子，计算中微子振荡参数及反应堆能谱。主要技术指标为：中微子探测器靶质量 ≥ 20吨 靶质量精度 0.2%。南京航空航天大学风洞实验群该设施是国内高校最大规模的风洞实验群，现有2.5m×3m单回路连续式低速风洞一座，1m开口非定常低速风洞一座，0.6m×0.6m亚跨超高速风洞一座，Φ0.5m高超声速风洞一座。另外还有多座小口径低湍流度、射流风洞、进气道专用风洞以及各种流动测试设备，完成了大量型号任务的风洞实验和实验技术发展，为飞行器设计专业的学生提供了良好的教学实验条件。同时还有拥有Cluster并行机系统，完成了大量飞行型号的空气动力学数值计算任务。现有实验室面积10000多平方米。 中渔科212中渔科212主要用于长江口及临近水域渔业资源评估、走航式流场分析、渔场形成机制与预测辅助、水文数据及影像实时监测、长江口濒危野生水生动物的救护暂养以及珍稀水生动物后备亲本的暂养。大型高精度衍射光栅刻划系统这款仪器位于长春光电所，其最大刻划面积为400x500mm的平面衍射光栅刻划系统，最大检测口径为400x500mm的光栅衍射波前测量仪、光栅衍射效率测量仪和光栅鬼线强度测量仪。长春光机所是中国光栅的发源地，也是国内研制光谱仪器最早的科研单位之一。2007年，科技部批复同意以长春光机所为依托单位组建“国家光栅制造与应用工程技术研究中心”（简称“国家光栅工程中心”）。船用小型燃气轮机技术实验平台辽宁省船用小型燃气轮机技术重点实验室是在交通运输部“十一五”重点实验室建设项目“轮机系统与船舶新动力实验室—船用燃机与新型动力分实验室”、“211工程”三期重点学科建设项目“船用小型燃气轮机技术及实验平台”和交通运输部“十二五”轮机工程国家重点学科建设项目的基础上建设和发展而成的学科实验室，并于2010年8月被批准组建辽宁省重点实验室。实验室依托于大连海事大学船舶与海洋工程一级学科博士点和轮机工程国家重点学科、动力机械及工程学科及大连海事大学船舶动力工程研究所，已成为基础与前沿课题研究和高层次人才培养的重要基地。300吨级渔业资源调查船科学调查船将主要承担南海海域的渔业资源与环境的常规、专项和应急调查监测、海洋综合调查和研究、涉外海域渔业资源环境调查、双边或多边渔业资源联合调查、负责捕捞技术研究、渔业资源养护等任务，开展复合渔场单鱼种渔业生态特征、高效生态渔具渔法、鱼类洄游规律、渔场形成机制、渔业资源时空变动规律等研究，为南海渔业资源养护与管理、对外谈判、生态环境修复和渔业资源可持续利用等提供支撑平台。 主要技术指标：船长42.8米，型宽8米，型深5.2米，最大航速12.5节，经济航速12节，续航力4000海里，自持力30天，满足近海航区要求。调查船设置3个实验室：综合实验室、海洋生物实验室、渔业声学实验室。新一代厘米-分米波射电日像仪(MUSER)新一代厘米-分米波射电日像仪（MUSER）是国际上首个太阳宽带动态频谱成像系统，由100个抛物面天线组成三螺旋阵列，能对太阳爆发进行类似CT扫描一样的全日面快速频谱成像观测。是国际上首个太阳宽带动态频谱成像系统，实现了在百毫秒量级时间分辨率上同时584通道对太阳的快速连续观测，最高空间分辨率优于2角秒，完成了对太阳爆发初始能量释放区高分辨射电频谱成像观测。“探索一号”海洋综合科学考察船探索一号”，船舶满载排水量为6250T，船长94.45M，型宽17.9M，无限航区，配置DP2动力定位系统，续航能力大于10000海里，自持力超过60天，船艏采用X-BOW造型设计，在我国尚属首例，上层建筑设计为全封闭包围式，提高其耐波性，减少甲板上浪。 “探索一号”还具有充分的深海科考作业能力，建有地质实验室、地球物理实验室、化学实验室、生物实验室、冷冻样品库等十多个实验室，另在甲板面设置2个可拆卸式移动实验室，能同时搭载60名船员、科学家及潜航员。全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST)全超导托卡马克核聚变实验装置装置，其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚，通过类似变压器的原理使其产生等离子体，然后提高其密度、温度使其发生聚变反应，反应过程中会产生巨大的能量。2009年，世界上首个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置（EAST）首轮物理放电实验取得成功，标志着我国站在了世界核聚变研究的前端。2016年2月，中国EAST物理实验获重大突破，实现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。2018年11月， EAST实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。天马望远镜天马望远镜作为主力测站先后参加并成功完成了探月工程嫦娥二号、三号卫星的VLBI测定轨任务，大幅提高了VLBI系统的测量能力，为探月系列卫星的VLBI测定轨做出了卓越贡献。今后数年内，将作为主力测站继续参加国家深空探测重大任务。 天马望远镜成功开展谱线、脉冲星和VLBI的射电天文观测。探测到了包括长碳链分子HC7N在内的许多重要分子的发射和一些新的羟基脉泽源，探测到包括北天周期最短毫秒脉冲星在内的一批脉冲星，发现了目前研究热点-银心磁星具有周期跃变现象等，取得重大射电天文观测成果，已实现了对外开放。蛟龙号载人潜水器“蛟龙号”载人潜水器，可运载科学家和工程技术人员进入深海，在海山、洋脊、盆地和热液喷口等复杂海底进行机动、悬停、正确就位和定点坐坡，有效执行海洋地质、海洋地球物理、海洋地球化学、海洋地球环境和海洋生物等科学考察。可搭载海洋仪器设备、传感器在海底进行规范化海试，并获取原位数据。 “蛟龙号”载人潜水器，长、宽、高分别是8.2米、3.0米与3.4米，空重不超过22吨，最大荷载是240公斤，最大速度为每小时25海里，巡航每小时1海里，当前最大下潜深度7062.68米，最大工作设计深度为7000米。大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（LAMOST）是一架横卧南北方向的中星仪式反射施密特望远镜。应用主动光学技术控制反射改正板，使它成为大口径兼大视场光学望远镜的世界之最。由于它口径达4米，在曝光1.5小时内可以观测到暗达20.5等的天体。而由于它视场达5°，在焦面上可放置四千根光纤，将遥远天体的光分别传输到多台光谱仪中，同时获得它们的光谱，成为世界上光谱获取率最高的望远镜。它将安放在国家天文台兴隆观测站（右图为效果图），成为我国在大规模光学光谱观测中，在大视场天文学研究上，居于国际领先地位的大科学装置。兰州重离子加速器兰州重离子加速器是中国科学院近代物理研究所负责设计和建造的我国第一台大型重离子加速器系统。它的胜利建成，为我国开辟了中能重离子物理基础研究和应用研究的新领域，标志着我国回旋加速器技术水平进入了国际先进水平，也是激励广大青少年学科学、爱科学、强素质，早成才的生动课堂。HIRFL由离子源、注入器、主加速器、8个实验终端以及束流运输线等主要部分组成，注入器是一台改建的能量常数为69的1.7米扇聚焦回旋加速器，主加速器是一台能量常数为450的大型分离扇回旋加速器。注入器与主加速器联合运行，可以把C到Xe的重离子分别加速到100~10MeV/u的能量。中国散裂中子源散裂中子源是体现一个国家的科技水平、经济水平和工业水平等综合实力的大型科学研究装置。中子散射广泛应用于在物理、化学、生命科学、材料科学技术、资源环境、纳米等学科领域，并有望在如量子调控、蛋白质、高温超导等重要前沿研究方向实现突破。强流质子加速器相关技术的发展也将为一些重要的应用如质子治癌、加速器驱动的次临界洁净核能源系统（ADS）等打下坚实的基础，储备丰富的工程建设和运行经验。散裂中子源的建设不但会对我国工业技术、国防技术的发展起到有力的促进作用，也会带动和提升众多相关产业的技术进步，产生巨大的社会经济效益。

中国江门中微子实验站，工作人员的施工现场工作。　　中国南部广东附近的江门中微子实验站(JUNO) 无疑是大科学装置。中心是一个巨大的球体，里面装满了2万吨液体，并安置在约700米深的地下实验室里，旨在回答粒子物理学中的基本问题。这是迄今为止建造的同类仪器中，最大、最灵敏的大科学仪器。　　中国西南部四川省的中国锦屏地下实验室(China Jinping Underground Laboratory)也有类似规模。寻找暗物质的实验，最近已经扩大到世界上最大和最深的地下实验室，位于锦屏山下2400米处。地球系统数值模拟装置(EarthLab)位于北京，是模拟地球气候系统的高性能虚拟实验室 高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川，使用遍布青藏高原的探测器阵列，以扫描高能宇宙射线和γ射线，这是中国在过去两年中推出的另外两个大型基础设施科学设施。还有其他设施正在建设中，包括北京的高能光子源，这是中国第一个高能同步辐射设施，将于2025年投入使用。　　华盛顿特区非营利组织中美研究所(Institute of China-America Studies)的杰出研究员丹尼斯西蒙(Denis Simon)说，中国在全球研究领域迅速崛起的下一个阶段，将是关注大科学。在2022年自然指数中，中国的自然科学产出已经超过了美国，现在领先了近5000个份额。西蒙说，建造和运营大型设施的声望，会进一步巩固中国作为科学超级大国的地位，这些大科学装置旨在产生大量数据和见解，可用于多个领域和行业。　　大科学附带了机遇是中国的一大吸引力。例如，从欧洲核子研究组织(CERN)的大型粒子加速器中衍生出来的技术，已经彻底改变了医学成像，并引发了万维网的发展。现在广泛用于智能手机、网络摄像头和其他产品的微型相机技术，可以追溯到美国国家航空航天局(NASA)的星际任务工作。西蒙说：“中国仍在寻找突出其发展速度的重大突破。”但还有另一个因素推动中国积累大科学基础设施，他补充说：“中国想要赢得诺贝尔奖。”　　考虑到中国研究团体的规模，中国的诺贝尔奖数量非常低。中国近期唯一一项获奖研究——2015年诺贝尔生理学或医学奖，获奖原因是发现了治疗疟疾的药物青蒿素——是为了表彰主要在20世纪70年代进行的研究。西蒙说，赢得更多的诺贝尔奖，以肯定中国在全球科学领域的领先地位，这是中国领导人公开讨论的事情。“这在一定程度上与民族自豪感有关——这是一种不断鼓舞士气的方式，表明中国不再是跟随者，而是可以成为领导者。”　　从历史上看，世界上大多数大科学项目都是由美国、欧洲和日本主持的，这些国家在中国于1984年启动的第一个重大科学基础设施——北京正负电子对撞机(BEPC)之前几十年就开始建设设施了。但中国很快就迎头赶上。西蒙说：“ 1980年，当中国决定开始与西方合作时，关系非常不对称，中国远远落后。”他补充说，现在，中国的立足点更加均衡，“甚至在某些研究领域或子领域处于领先地位”。　　例如，在粒子物理学中，经过一系列升级后，北京正负电子对撞机BEPC成为世界上第一台探测到已确认的“四夸克”(一种奇异形式的亚原子物质)的仪器(M. Ablikim et al. Phys. Rev. Lett. 110, 252001 2013)。在天体物理学中，高海拔宇宙线观测站LHAASO捕捉到了，迄今为止探测到的最高能量γ射线爆发，这一事件以至于挑战了物理学的经典理论 (The LHAASO Collaboration Sci. Adv. 9, eadj2778 2023)。西蒙说：“在这个时代，中国是更加积极主动、更有影响力的参与者，正在塑造游戏规则。”　　这种转变，将如何影响全球研究生态系统，还有待观察。柏林马克斯普朗克科学史研究所(Max Planck Institute for the History of Science)研究小组的负责人安娜丽莎阿勒斯(Anna Lisa Ahlers)表示：“目前正在进行的讨论，包括中国国内的讨论，表明中国在国际科学中发挥了重要作用，只是处于前沿，擅长于高质量的后续工作，而不是自己开创新的趋势。”“如果建立了其他国家没有的科学基础设施，这种情况可能会改变，”她说。在今年早些时候的一次政策会议上，最高领导人呼吁在科技领域进行更多的“颠覆性创新”，并将国家的科学预算提高了10%，尽管整体经济增长缓慢。　　高压科学中国新的大科学基础设施，能否带来预期的收益，很大程度上取决于位于北京的中国科学院(CAS)，这是世界上最大的科学研究机构，负责建设和运营中国大部分的大科学设施。作为中国最重要的研究资金接受者，中国科学院有望提供中国领导层渴望的改变游戏规则的研究发现。西蒙说：“中国科学院一直认为，如果中国想成为科技大国，就需要提升基础研究，包括大科学基础设施。”目前大科学装置的愿望实现了，此刻中国科学院是该交卷的时候了，为此也承受着很大的压力。在中国领导人中，有一种对整个系统的不断告诫：你必须做得更好you’ve got to do a better job。在中国锦屏地下实验室，研究人员注入液态氮。来源：Imago/Alamy　　中国科学院在建设如此庞大的专业基础设施时，面临的个主要挑战之一是，由于多个项目同时启动，中国精英人才正变得捉襟见肘。例如，在中国重要的研究领域高能光子科学中，由于地方政府资助的项目与中国科学院和北京、上海的其他研究机构，正在开发的项目相互竞争，这些设施正在互相poaching挖人。“我不确定让这么多基础设施项目同时(运行)是否明智，”德国汉堡基础科学研究所德国电子同步加速器(German Electron Synchrotron)的区域研究研究员马库斯康莱(Marcus Conlé)说。Conlé去年作为代表团的一员访问了中国，探索潜在的研究合作。　　康莱说，中国许多大科学项目的设施优先方法是另一个痛点。“在欧洲，这一过程，将是研究人员提出一项超出现有研究基础设施限制的实验，然后提出建造新仪器的理由。”在中国，有更多的动力来建造仪器，以获得世界第一的地位——尤其是在基础设施由地方政府资助的情况下——“然后科学家们，试图找出如何使用大科学装置的方法，”康莱说。他补充说，这种情况反映出了，中国在建造和操作此类大科学装置仪器方面，经验相对不足，尽管在上海等主要研究中心，这种情况正在迅速改变。　　哥伦布市俄亥俄州立大学(Ohio State University)研究国际科学合作的公共政策研究员卡罗琳瓦格纳(Caroline Wagner)说，通过合作，向其他国家学习，对中国的大科学未来，具有非常重要的战略意义，尽管中国与西方的政治关系依然紧张。Wagner指出，中国投资的大部分大科学基础设施都是，世界领先的海外设施科学家协商设计的。她说：“研究人员知道，必须加强国际交流与合作，才能提高研究工作质量，例如，我们可以从俄罗斯的经验中，看到这一点。”　　一些西方国家担心，中国的合作研究关系等同于单向的技术转让。因此，Ahlers说，“中国大学正在说服国际科学家”在中国工作，却“变得更加困难”。然而，中国的大科学装置项目，具有更强大的吸引力。Ahlers说：“要成为全球科学强国，需要吸引国际研究人员，而这正是这些大科学基础设施项目，正在做的事情。”“许多研究人员真的想去这些独特的大科学基础设施，因为这是在其他地方无法获得的新数据来源。”　　康莱说，中国对大科学的投资，也可以带来全球利益。他表示：“中国合作伙伴的合作变得越来越困难，但也越来越有趣。”“在过去，这通常涉及在欧洲设施的合作——但现在也可以是在中国的大科学装置合作。”　　西蒙还看到了中国推动大科学装置，对全球科学的主要好处。“需要睁大双眼，”他说。“但是，如果西方在'互惠互利mutual benefit'这个词有一些潜在含义的时候，离开中国，那将是不明智的——因为这种人才流动，不仅可以从西方流向东方，而且现在也可以从东方流向西方。”　　文献链接　　Nature 630, S6-S7 (2024)　　doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-01597-1　　https://www.nature.com/articles/d41586-024-01597-1　　本文译自Nature，英文作者是澳大利亚自由撰稿James Mitchell Crow

激光控制室 效果图 光学组件 　　世界上最大的激光聚变装置29日在美国加利福尼亚州北部的利弗莫尔劳伦斯国家实验所举行落成典礼。这一装置能产生类似恒星内核的温度和压力，并使美国在无需核试验的情况下保持核威慑力。 　　打造12年 耗资35亿 　　据利弗莫尔劳伦斯国家实验所发表的新闻公报，这个激光聚变装置名为“国家点火装置(NIF)”，被安置在一幢占地约3个橄榄球场地的10层楼内，它由美国能源部下属国家核安全管理局投资，从1997年开始建设，总共耗资约35亿美元。 　　公报说，国家点火装置可以把200万焦耳的能量通过192条激光束聚焦到一个很小的点上，从而产生类似恒星和巨大行星的内核以及核爆炸时的温度和压力。这一过程同太阳中心产生能量原理相似，因此这一试验被称为“人造太阳”。在此基础上，科学家可以实施此前在地球上无法实施的许多试验。 　　无需核试验 保持核威慑力 　　公报说，国家点火装置共有3个任务，第一个任务是让科学家用它模拟核爆炸，研究核武器的性能情况，这也是美国建设国家点火装置的初衷，即作为美国核武器储备管理计划的一部分，保证美国在无需核试验的情况下保持核威慑力。 　　国家点火装置的第二个任务是使科学家进一步了解宇宙的秘密。科学家可使用国家点火装置模拟超新星、黑洞边界、恒星和巨大行星内核的环境，进行科学试验。这些试验大部分不会保密，将为科学界提供大量此前无法获取的数据。 国家点火装置的第三个任务是保证美国的能源安全。 　　能源结构革命性变化 　　科学家希望从2010年开始借助国家点火装置来制造类似太阳内部的可控氢核聚变反应，最终用来生产可持续的清洁能源。公报说：“国家点火装置所产生的能量远大于启动它所需要的能量，这是半个多世纪以来核聚变研究人员一直梦寐以求的‘能量增益’目标。如能取得成功，将是有历史意义的科学突破。” 　　加州州长施瓦辛格发表讲话说，这一激光系统的建成是加州和美国的伟大成就，它将有可能使美国的能源结构发生革命性变化，因为它将教会人们驾驭类似太阳的能量，使其转变成驾驶汽车和家庭生活所需要的能源。 　　三大核心任务 　　■科学家用它模拟核爆炸，研究核武器的性能情况。 　　■模拟超新星、黑洞边界、恒星和巨大行星内核的环境，使科学家进一步了解宇宙的秘密。 　　■科学家希望从2010年开始借助它来制造类似太阳内部的可控氢核聚变反应，最终用来生产可持续的清洁能源。 　　聚焦 　　研制新型氢弹 变身“常规武器” 　　激光核聚变除了可生产取之不尽的清洁能源外，在军事上还可用于发展新型核武，特别是研制新型氢弹，同时亦可部分代替核试验。因为通过高能激光代替原子弹作为氢弹点火装置实现的核聚变反应，可以产生与氢弹爆炸同样的等离子体条件，为核武设计提供物理学资料，进而制造出新型核武，成为战争新“杀手”。 　　早在20世纪50年代，氢弹便已研制成功并投入使用。但氢弹均是以原子弹作为点火装置。原子弹爆炸会产生大量放射性物质，所以这类氢弹被称为“不干净的氢弹”。 　　采用激光作为点火源后，高能激光直接促使氘氚发生热核聚变反应。这样，氢弹爆炸后，就不会产生放射性裂变物，所以，人们称利用激光核聚变方法制造的氢弹为“干净的氢弹”。传统的氢弹属于第2代核武，而“干净氢弹”则属于第4代核武器，不受《全面禁止核子试验条约》的限制。由于不会产生剩余核辐射，因此可作为“常规武器”使用。 　　回顾 　　美法日“人造太阳”大事记 　　美国 仍居世界领先地位，不仅拥有世界上最大的“诺瓦”激光器、世界上功率最大的“X射线模拟器”，还有目前刚刚落成的“国家点火装置”。 　　法国 激光核聚变研究以军事化为主要目标，确保法国TN-75和TN-81核弹头能处于良好状态。早在1996年，法国原子能委员会便与美国合作进行一项庞大的“兆焦激光计划”，预计2010年前完成，经费预算达17亿美元。其主要设施240台激光发生器可在20纳秒内产生180万焦耳能量，产生240束激光。 　　日本 1998年，日本成功研制核聚变反应堆上部螺旋线圈装置和高达15米的复杂真空头，标志着日本已突破建造大型核聚变实验反应堆的技术难点。 　　名词 核聚变 　　与核裂变依靠原子核分裂释放能量不同，聚变由较轻原子核聚合成较重原子核释放能量，常见的是由氢的同位素氘与氚聚合成氦释放能量。与核裂变相比，核聚变能储量更丰富，几乎用之不竭，且干净安全，不过操作难度巨大。 　　当星体内部存在巨大压力，核聚变能在约1000万摄氏度的高温下完成，然而，在压力小很多的地球，核聚变所需温度达到1亿摄氏度。“国家点火装置”将寄望通过汇聚大功率激光束实现这一高温。能否在核聚变过程中实现“能量收益”是问题的关键。之前有试验实现过核聚变，但未能使核聚变释放的能量超过试验所需能量。

日前，由中国计量科学研究院(以下简称“中国计量院”)承担国家重大科学仪器设备开发专项之任务二“高准确度大质量参数测量装置的研制”课题通过专家验收。课题成功研制了最大量程2000 kg高准确度大质量参数测量装置，实现了重复性和灵敏度等参数远超国际上现有商业测量装置技术指标的目标，将我国大质量测量校准测量能力(CMC)提高至世界第二。　　验收会议现场　　作为高精密机械功率的关键参数，大扭矩精准测量在国防、船舶、汽车等先进制造领域里至关重要。为了应对我国不断增长的大扭矩精确溯源及高准确度大质量测量的需求，经过历时4年的努力，课题组科研人员将大国工匠精神融入对技术细节的追求，成功研制了具有自主知识产权的高准确度大质量参数测量装置。　　据课题负责人中国计量院力学与声学研究所王健研究员介绍，该课题是国家重大科学仪器设备开发专项“高端动力装置扭矩和速度测量仪器设备的研发与应用”项目的任务之一。通过该课题研制的装置仪器化程度高、可复制性强，满载重复性为0.15 g，灵敏度为1.27 g，测量扩展不确定度为3.6 g(k = 2)，进入世界先进行列，被验收专家誉为“我国大质量标准测量装置中设计精巧、工艺创新的精品”。　　2000 kg高准确度大质量参数测量装置　　同时，该课题组首次自主设计开发了“国家重大科学仪器设备开发专项管理信息系统”，实现了项目及任务在经费执行、技术资料、研发进度、研究成果等方面的实时管理，并为各任务提供了信息化异地交流平台，确保了项目高效、规范化管理。(图/ 文：黄涛)

p 　　浦东张江的“超级光源”将闪出更耀眼的光芒:今年夏天，能拍摄“分子电影”的软X射线自由电子激光装置，将有望得到第一束自由电子激光 超强超短激光装置，将于年内完成挑战瞬时输出功率10拍瓦的“世界纪录” 上海光源二期线站也在紧锣密鼓地建设中…… br/ /p p 　　算上已经建成的国家蛋白质科学中心、已经开工的活细胞结构和功能成像平台等，上海张江已成为世界上大科学装置密度最高的地区。依托先进的大科学基础设施群，这里已集聚起全球高端创新资源，向着跻身世界一流实验室行列的目标不断接近。 /p p 　　 strong 大科学装置群营造大科学生态 /strong /p p 　　去年2月，上海张江综合性国家科学中心获批建设。一年来，超强超短激光实验装置、软X射线自由电子激光用户装置、活细胞结构与功能成像平台等顶级大科学装置，实现了当年立项、当年开工的目标，展现出令人赞叹的“上海速度”。 /p p 　　“这些项目建成后，张江地区将成为全球规模最大、种类最全、综合能力最强的光子大科学设施集聚地之一。”上海市科委主任寿子琪说，目前张江还在积极争取硬X射线自由电子激光装置、高效低碳气轮机实验装置、国家生物医药大数据等项目落地。 /p p 　　前沿探索的科研利器汇聚，一个世界级基础研究平台呼之欲出。眼下，超强超短激光装置正在冲击10拍瓦的“世界纪录”，它的未来目标是100拍瓦。 /p p 　　它的“前身”———中科院上海光学精密机械研究所的嘉定园区内，1拍瓦的超强超短激光装置已开始科学实验探索。去年，我国科学家已利用该装置产生了反物质，成果列入2016年中国十大科技进展新闻。 /p p 　　超强超短激光装置项目负责人、上海光机所研究员冷雨欣说，比建造一个“世界第一”的装置更重要的，是让更多优秀科学家利用装置，做最前沿的基础原创性研究。 /p p 　　已建成运行8年的上海光源，截至去年底，共接待用户3.2万多人次，发表论文3200多篇。比这更重要的是，它更加强烈地激发出了中国科学家探索前沿的热情和勇气。曾参与光源建设，目前正负责二期线站工程的中科院上海应用物理研究所研究员邰仁忠说，8年来，光源机时一直供不应求，中国科学家已从被动使用光源，到根据自己学科的发展需求，对光源线站建设提出明确需求。围绕上海光源，一个冲击前沿的创新生态氛围正在形成。 /p p 　　 strong 大科学装置群呼唤大科学计划 /strong /p p 　　事实上，张江综合性国家科学中心的建设，已经引起国际科技界的广泛关注。中科院上海应用物理研究所党委书记赵明华告诉记者，已进入可行性研究阶段的硬X射线自由电子激光，建成后将成为世界上最先进的同类装置。闻讯后，“一些身在海外的华人科学家主动联系我们，表示想到张江工作，他们有的已在美国工作20多年，这个装置很可能把他们吸引回国”。 /p p 　　作为当今全球生命科学领域首家综合性大科学装置，上海蛋白质设施已经吸引了国内外近200家单位、1.3万多人次科学家，开展2000多项重大前沿创新课题研究。中心主任雷鸣认为，评判一个大科学装置的功用，应该看它关注了多少根本而重大的科学问题，“张江大科学装置群的崛起，正呼唤与之相匹配的大科学计划。” /p p 　　放眼全球，大科学装置的崛起无不推动和孕育着超越前人的创新。例如美国布鲁克海文国家实验室聚集了同步辐射光源、成像设施、相对论重离子对撞机、自由电子激光等一大批重要的科研装置，1947年至今，该实验室催生了至少7个诺贝尔科学奖。而作为世界高能物理研究的高地，欧洲核子中心也成就了多个国际大科学计划，比如大型强子对撞机，以及由华裔物理学家丁肇中领导的阿尔法磁谱仪项目等。 /p p 　　在建设具有全球影响力的科技创新中心的历史机遇下，作为赶超者的张江大科学装置群，正等待着创新灵魂的注入。据市科委总工程师傅国庆介绍，正在谋划的张江综合性实验室的主要构架是“1+N”。“1”指一个大科学设施群，“N”指若干研究方向，包括光子科学与技术、生命科学、能源科技、类脑智能、纳米科技等。这意味着，张江国家科学中心已在各学科领域前沿筑好“巢穴”，引“凤”前来。 /p p br/ /p

天眼查显示，上海积塔半导体有限公司“用于制造半导体装置的方法以及半导体装置”专利公布，申请公布日为2024年7月19日，申请公布号为CN118366850A。背景技术与硅(Si)相比，作为第三代半导体材料代表的碳化硅(SiC)具有大禁带宽度、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速率和强抗辐照性等更优越的电气特性。凭借SiC的电气特性，能够开发出更适用于高压、高温、高频、强辐射等应用领域的半导体装置，其中，SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET)更是倍受关注。常用在高压低功耗场景下的SiC MOSFET分为沟槽型SiC MOSFET和平面型SiCMOSFET。垂直结构的平面型SiC MOSFET由于存在结型场效应晶体管(Junction Field-Effect Transistor，JFET)区，使得半导体装置的输出直流电阻较大，限制了半导体装置的功率阈值。此外，平面型SiC MOSFET有着因沟道离子注入导致的沟道迁移率退化问题。相比于传统的平面型SiC MOSFET，沟槽型SiC MOSFET没有JFET区，可以避免寄生JFET效应(例如JFET区产生的额外电阻)，能够实现提高的晶圆密度，同时还具有更高的阻断电压、更好的开关特性和更低的导通损耗等改善的电学性能。发明内容本公开涉及用于制造半导体装置的方法以及半导体装置。一种用于制造半导体装置的方法，该方法包括：提供半导体基底，在半导体基底中形成有沟槽；用飞秒激光束照射半导体基底的与沟槽的第一部分邻接的第二部分，使得半导体基底的第二部分发生非热熔化；以及在完成飞秒激光束的照射之后，对半导体基底进行热氧化处理，使得半导体基底的第二部分形成氧化层。

大科学装置（large scale scientific facility）是人类发现自然规律、探索未知世界、实现技术变革的大型设施，是取得重大科学突破的保障之一。在中国，大科学装置也常被称为“国家重大科技基础设施”。大科学装置具有推进多学科综合交叉发展、突破高新技术瓶颈的强大支撑能力，是国之重器、科技利器。大科学装置具有明确的科学目标，建设时间长、体量大、投资大，产出是科学知识和技术成果，而不是直接的经济效益。按照不同的应用目的，大科学装置可以被分为专用研究装置、公共实验平台和公益基础设施3种类型。大科学装置已经成为衡量一个国家科技实力和综合国力的重要标志，是维护国家安全、促进经济社会可持续发展必不可少的重要基础设施。中国大科学装置发展基本情况中国大科学装置经历了从无到有、从小到大、从学习模仿到自主创新的过程（图1），在提高国家自主创新能力方面占据重要地位。20世纪80年代，中国以北京正负电子对撞机（BEPC）为标志开始了大科学装置建设的新阶段。之后以中国科学院为主导，陆续建设了一批大科学装置，对促进科技事业和其他各项事业发展起到了积极作用。目前，中国在建和运行的重大科技基础设施项目总量已达57个，数量位居全球前列。中国大科学装置在不同时期呈现出了不同的发展特点。图1 中国大科学装置发展历程1）萌芽期（1949年至改革开放前）。1949年之后，国家主要围绕“两弹一星”的研制工作，布局建设了一些如材料试验堆、点火中子源等研究设施。这些设施虽然不能完全称之为大科学装置，却是大科学装置的萌芽。2）起步期（20世纪80年代初至2000年）。这一阶段布局了10余个大科学装置，主要集中在高能物理学、光学、遥感科学等领域，且主要用于公益科技和专用研究。区域分布上主要以北京地区为主，依托单位基本为中国科学院各个院所。总体来说，此时期大科学装置布局不均衡，发展内容不够全面。3）发展期（2001—2010年）。这一阶段大科学装置呈现出均衡发展趋势，区域分布由北京为主扩展到了中国东部。其中“十一五”期间设施数量呈跨越式增长，共部署了散裂中子源、强磁场等12项大科学装置，覆盖了环境科学、地球科学、粒子物理与核物理、天文学、生命科学等领域，总投资超过60亿元。4）追赶期（2011至现在）。这一阶段中国对大科学装置进行了前瞻部署和系统布局，投入力度持续加大。中国的大科学装置建设无论从数量，还是从投入金额来看，都呈现逐年增加的趋势。在国家发展和改革委员会的规划组织和投资支持下，“十二五”期间，中国启动建设了地球系统数值模拟装置（Earth System Numerical Simulation Facility）、高海拔宇宙线观测站（LHAASO）、高效低碳燃气轮机试验装置等16项重大科技基础设施，总投资超过了100亿元“。十三五”期间，在基础科学、能源、地球系统与环境、空间和天文以及部分多学科交叉领域，按照“成熟一项、启动一项”的原则，启动建设了高能同步辐射光源、硬X射线自由电子激光装置等9项设施。“十四五”期间，中国拟新建20个左右国家重大科技基础设施，在数量和质量上有新的跃升。党的十八大以来中国大科学装置建设发展特点党的十八大以来，中国大力实施创新驱动发展战略，在大科学装置建设上多点发力。围绕战略导向、前瞻引领、应用支撑、民生改善等方面建设一批大科学装置。北京怀柔高能同步辐射光源（High Energy Photon Source，HEPS）已完成全部土建结构施工；合肥聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）园区已经启用；稳态强磁场、500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST）、散裂中子源等一批“国之重器”陆续建成使用；“慧眼”“悟空”“墨子”等科学实验卫星成功发射，“奋斗者”号全海深载人潜水器成功挑战马里亚纳海沟等。总之，近10年来，中国大科学装置建设持续推进，正在加速实现从跟跑、并跑向领跑的转变，为原始创新和关键技术攻关提供更强力的支撑。01 统筹规划、政策支持力度不断加大党的十八大以来，为促进大科学装置健康发展，党中央、国务院及省市等机构不断出台相关政策，从国家层面、省市层面进行战略部署。《国家创新驱动发展战略纲要》《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》《国家重大科技基础设施“十三五”规划》《国家重大科技基础设施管理办法》等政策文件均强调要以大科学装置为核心，打造高端引领的创新增长极，并对中国大科学装置的布局、投资、建设和管理进行了阐述，有效地推动了大科学装置建设与发展。“十四五”时期，《“十四五”国家科技创新规划》明确了“十四五”大科学装置建设重点。北京、上海、安徽作为综合性国家科学中心所在地，围绕科技前沿和国家重大战略需求，在各自的“十四五”规划中明确提出要加强大科学设施布局，跨区域整合创新资源，形成大科学装置集群。《粤港澳大湾区发展规划纲要》提出，大湾区深入实施创新驱动发展战略，深化粤港澳创新合作，加快推进大湾区重大科技基础设施建设。在这些规划、政策的推动下，中国大科学装置规模不断增长，综合效应日益显现。02 世界级大科学装置集群初步成型大科学装置集群在技术突破、科学研究和支撑经济社会发展等方面具有一定优势。北京、上海、合肥、粤港澳等地依托建设综合性国家科学中心，初步形成集群化态势、具有一定国际影响力的大科学装置集群。北京怀柔综合性国家科学中心距核心城区相对较远，重点聚焦基础研究；上海张江综合性国家科学中心紧邻上海市中心，重点推动小而精的应用转化；合肥综合性国家科学中心集中布局一批大科学装置集群和交叉前沿研究平台，侧重于科学发现；粤港澳大湾区综合科学中心依靠深圳、广州、东莞、香港等多点城市构建大科学装置集群。1）怀柔是北京地区大科学装置最为密集的区域。北京怀柔综合性国家科学中心自获批建设以来，在空间科学、物质科学、能源科学等领域布局建设了5个大科学装置（表1），同时集聚了一批前沿交叉研究平台、科教基础设施、重大产业技术开发平台，初步形成了促进重大原始创新成果产出的战略高地。落户于这里的5个大科学装置中，有的抢先“开跑”，也有的正在加速建设。地球系统数值模拟装置、综合极端条件实验装置已投入运行；多模态跨尺度生物医学成像设施工程已于2022年11月竣工；子午工程二期在2023年建设“收官”；高能同步辐射光源预计2025年完成装置建设。这些大科学装置将为北京国际科技创新中心建设提供重要支撑。表1 北京怀柔综合性国家科学中心大装置基本情况2）上海张江基本建成光子大科学装置集群。上海以张江实验室为依托，以重大任务实施、重大平台建设为牵引，先后建设了上海光源一期、国家蛋白质科学研究（上海）设施、硬X射线自由电子激光装置、软X射线自由电子激光装置等一批大科学设施，覆盖了生命科学、光子科学、能源科学、海洋科学等领域。据《2021上海科技进步报告》显示，截至2021年底，上海在建、在用的大科学设施已达到14个，其中已运行的有8个、在建的有6个（表2）。经过多年建设发展，上海张江初步形成了全球光科技领域规模大、种类全、功能强的光子大科学装置集群，为建设张江综合性国家科学中心，实现上海建设具有全球影响力的科技创新中心目标奠定了坚实基础。表2 上海运行、在建设施基本情况3）安徽合肥着力打造世界一流的大科学装置集中区。为更好推进合肥综合性国家科学中心建设，合肥在滨湖科学城布局建设了大科学装置集中区，布局建设8个大科学装置。截至2022年，安徽合肥已建成同步辐射装置、全超导托卡马克、稳态强磁场装置3个大科学装置。2017年9月，稳态强磁场实验装置通过国家验收，标志着中国成为继美国、法国、荷兰、日本之后第5个拥有稳态强磁场的国家。2022年3月，合肥第4个大科学装置——聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）园区正式交付启用（表3）。大科学装置是合肥综合性国家科学中心的重要基石，以大科学装置为基础，提高原始创新能力，支撑综合性国家科学中心高质量发展，打造有国际影响力的创新之都指日可待。表3 合肥运行、在建设施基本情况4）粤港澳大湾区依靠产业发展构建大科学装置集群。加快布局建设大科学装置，是建设粤港澳大湾区综合性国家科学中心科技和产业创新高地的必然选择。粤港澳大湾区综合性国家科学中心的核心大科学装置——中国散裂中子源于2018年8月通过验收工作。作为继英国、美国、日本散裂中子源之后的世界第4台脉冲式散裂中子源，它的建成改变了以往中国科学家只能到国外散裂中子源上申请实验机时的历史。目前，深圳正在规划建设大科学装置集群，加快布局“高精尖”实验室。光明科学城规划建设提速，材料基因组、合成生物研究、脑解析与脑模拟等方面的大科学装置加快建设（表4）。这些重要的大科学装置，未来将为粤港澳大湾区产业升级提供重要保障。表4 大湾区部分设施基本情况03 自主创新设计能力不断增强“十二五”以来，中国大科学装置设计建造由以前的跟跑为主，逐步转到跟跑、并跑的局面，许多装置自主创新设计能力不断增强。从20世纪80年代末，依托于北京正负电子对撞机的第一代同步辐射光源，到安徽合肥光源（第二代）、上海同步辐射光源（第三代），再到北京怀柔高能同步辐射光源（第四代），大装置分辨率、亮度等性能不断提高。同时，怀柔同步辐射光源采用了研究团队自主研制的新型X射线像素阵列探测器样机，实现了加速器、光束线等多个关键技术的创新。北京怀柔的地球系统数值模拟装置是中国研制成功的首个具有自主知识产权的地球系统模拟大科学装置。被誉为“中国天眼”的FAST是世界上最大和最灵敏的单口径射电望远镜，且具有中国自主知识产权。被誉为“人造太阳”的合肥全超导托卡马克核聚变实验装置是中国自行设计研制的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置。04 集聚人才的“磁石效应”日益凸显人是科技创新中最关键的因素。大科学装置在培养和凝聚人才、促进国际科技合作方面能够发挥独特作用。例如，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场中心为王俊峰、张欣、王文超等“哈佛八剑客”提供了施展才华的舞台；上海光源不仅吸引集聚了世界顶尖科学家，也培育了大量经验丰富的大科学装置建设和运营工作人员，支撑着中国光子科学的创新发展。大科学装置在建设和运行过程中，集聚和培养了一大批懂科学、懂工程、懂技术、懂管理的领军人才，建成后还依托设施吸引大批高水平国内外人才开展科学研究和科技合作。以中国散裂中子源为例，中国科学院高能物理研究所在东莞集聚和培养了一支有400多人的高水平工程和科研团队及大批青年学生，包括有着丰富设施建设与开放运行经验的战略科学家，以及在专业领域颇有建树的学科领军人才和蓬勃奋进的青年科学家。05 开放共享程度有所增加大科学装置作为推动科技创新的重要平台，具有开放性、国际化特点，其不仅能够向世界展示中国科技水平与经济实力，同时也能够促进全球科学家与中国的合作交流。中国大科学装置正向世界敞开怀抱。2021年3月，“中国天眼”正式向全球开放，征集观测申请，共收到15个国家31份申请，14个国家的27份申请获得批准，并于2021年8月启动科学观测。这为世界注入了中国力量和中国贡献，充分彰显了中国科学家与国际科学界携手合作的理念。北京怀柔综合性国家科学中心的综合极端条件实验装置首批5个实验站进入开放运行阶段，2022年1月起正式面向中外用户开放预约使用，截至2022年2月已收到来自国内外团队的50余份申请。江门中微子实验获得国际实物贡献约3000万欧元，共有境外16个国家和地区约300多位科学家参加。自2007年超导托卡马克核聚变实验装置正式投入运行以来，中国科学院等离子体物理研究所已与30多个国家的近100多个研究机构建立了广泛而深入的合作伙伴关系，近年来多次帮助国际合作伙伴建造聚变研究部件。这些都充分表达了中国国际科技合作开放包容的积极态度。高水平的科研成果不断涌现01 突破一批关键核心技术党的十八大以来，中国在大科学装置建设上持续发力，也催生出一批世界级成果，覆盖能源、物理、材料、生命科学等多个前沿交叉和高科技研发领域，提升了基础前沿研究水平和自主创新能力。“中国天眼”实现了跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式，于2018年4月首次发现距地球约4000光年的毫秒脉冲星。2017年，全超导托卡马克核聚变实验装置首次实现了稳定的101.2s稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录。2022年5月，中国“墨子号”实现1200km地表量子态传输新纪录，抢占了量子科技创新的制高点。大亚湾反应堆中微子实验发现了一种新的中微子振荡，并精确测量到其振荡几率，该结果对中微子物理的未来发展方向起着决定性作用。02 产生一批高水平项目和研究成果截至2021年底，上海光源一期累计提供实验机时388649h，用户累计发表SCI论文近8000篇。国家蛋白质科学研究（上海）设施全年为用户提供科研机时8.27万h，用户发表SCI论文445篇。截至2021年9月，合肥稳态强磁场实验装置共运行了45万多h，依托装置开展了近2700项课题研究、发表学术论文1700余篇，其中一区期刊论文404篇、Nature Index期刊文章接近400篇，推动了中国稳态强磁场下前沿科学研究。散裂中子源的高度开放共享也吸引了大批国内外的用户，包括科学家和工程技术人员开展科学研究和技术攻关，用户单位及完成课题数逐年增加，自建成投入使用以来，全球注册用户超过3400人，完成课题600多项，有力推动了中国中子散射应用和关键技术的重大发展。03 催生一批新成果和新应用大科学装置产生了一大批重大原创成果，催生了一批战略性产业技术。通过建设若干重大科技成果概念验证中心和中试平台，推动大科学装置衍生技术就地交易、就地转化、就地应用，促进“国之重器”走进日常生活。“中国天眼”在建造过程中突破了很多技术瓶颈，如抗疲劳索网技术在港珠澳大桥工程建设中得到了应用。依托合肥稳态强磁场装置取得了超预期的转化成果，包括催生出多个国家I类创新靶向药物，授权发明专利30余项，孵化出高科技企业4家。国家蛋白质科学研究（上海）设施解析了新冠肺炎病毒结构，有效助力疫情防控和疫苗研发。上海光源助力破解新冠肺炎病毒关键蛋白结构，为抗病毒药物研制提供了必要的基础数据。总之，中国大科学装置正以越来越多世界级创新成果，显示着“国之重器”的巨大能量。中国大科学装置建设发展过程中存在的问题及建议01 现存问题近年来，中国大科学装置在推进科技强国建设、打造战略科技力量中发挥了重要作用，取得了一系列原始创新成果，但因中国大科学装置建设起步较晚，与美国、德国等世界先进国家相比，在建设、管理等方面仍有一定差距，主要存在以下问题。1）后续经费投入仍需充分考虑。大科学装置建成后，还有后续巨大的运营成本，在运行过程中每年仍需要大量的投入，如运行费用、科研费用和改进发展费用等。例如，兰州重离子加速器国家累计投资逾10亿元，每年还需1.1亿元用于运行和维护更新。散裂中子源每年投入进行设备维护，保障运行和开放的经费达到设备建设经费的10%~20%。发达国家经验显示，对于大科学装置后续的科研投入尤其是人员经费，大多要占建设经费的10%~50%。总体来看，中国基础研究投入只占研发经费的5%，而大科学装置建设经费仅占基础研究经费投入的约5%，对比美国这2个数据分别是15%和10%。可见中国大科学装置建设经费投入与发达国家还有一定差距。2）关键部件的自主创新需进一步加强。中国目前在役大科学装置技术水平总体上以跟踪为主，支撑大科学装置建设的很多相关设备从国外采购，关键设备与工艺技术对国外产品依赖严重，存在卡脖子风险。以北京怀柔综合性国家科学中心多模态跨尺度生物医学成像设施为例，设施有价值12亿的仪器装备，其中30%由改造升级而来，30%由中国自主研发制造，其余40%来自国外购买。3）开放合作共享还不足。中国大科学装置建设主要是采取自行建设，建成后依托设施参与国际合作的模式。从国际合作来看，中国在运行的大科学装置中，由国内外共同参与重大科技项目建设的大科学装置占比不足10%，以自身大科学装置为基础参与国际科技项目合作的大科学装置占比约30%。而且在国际形势较为复杂的背景下，大科学装置国际合作和人才引进存在一定困难。02 建议统筹推进大科学装置布局建设，充分发挥大科学装置促进科技创新的重要作用是建设科技强国的必然要求。利用大装置解决国家战略需求中的前瞻性、基础性和战略性问题，突破“卡脖子”技术，是实现高水平科技自立自强，把创新发展主动权牢牢掌握在自己手中的重要举措。面对以上问题，结合中国大科学装置建设、发展的实际情况，提出以下几方面建议。1）拓展大科学装置经费投入来源。据统计，过去10年，大科学装置投资建设基本稳定在每5年160亿元左右，平均每年约32亿元，而且这些费用往往不包括研究经费、人员费、配套经费等。应遵循全生命周期管理理念，在大科学装置申报论证阶段就充分考虑到大科学装置维护、更新和提升所需的资金。明晰国家和地方权责，协调地方政府和社会力量共同参与大科学装置的建设。在中国科学院与国家自然科学基金委员会联合设立“大科学装置科学研究联合基金”支持基础研究的基础上，由企业和政府共同出资设立设施后期保障基金，参与企业在使用设备时可优先考虑或降低收费标准等。2）建立技术联盟，解决大科学装置关键技术卡脖子风险。以大装置常用的仪器仪表为例，目前中国高端仪器仪表产品等的关键核心零部件基本依赖进口，仪器仪表整机厂家存在着核心技术“空心化”问题。高端科研仪器设备市场基本由美国、欧洲、日本的企业控制。美国《化学与工程新闻》杂志公布的2018年度全球仪器公司TOP20排位榜中，有8家是美国公司，7家来自欧洲，5家为日本公司。为降低大科学装置核心零部件对国外产品的依赖度，鼓励具有专项技术的高科技企业、科研院所与高校形成大科学装置技术研发联盟，对相关技术联合攻关，突破大科学装置相关工艺与装备技术难点，实现器件自主研发和国产化。3）利用大科学装置开展更多国际合作。在大科学装置建设运行中，面向国外开放，引入国际合作者，依托这些设施开展联合研究、人员交流、人才培养等，提升中国国际科技合作水平。充分考虑国际科技安全，加强以中国为主的大科学装置的国际合作。同时积极参与国际大科学装置项目，积累建设管理、运行和维护经验等。结论大科学装置的出现是科学发展的必然趋势，大科学装置本身也是科技自立自强必备的科技基础设施。面向未来，需前瞻性谋划和系统性布局一些重大的大科学装置，不断夯实国家科技创新的平台基础。依托大科学装置，推动中国在基础研究和原创性、引领性科技攻关方面取得更多、更大的突破，助力实现科技强国的伟大梦想。

2017年2月15日，深圳市英迈吉科技有限公司自主研发，拥有自主知识产权的国内第一台自主研发测试卡切换装置正式上市。这款设备研发历时半年，从客户的需求出发，大到整体的框架，小到一枚螺丝，都是由英迈吉独立设计完成，务求能够帮助客户高效完成测试工作。　　英迈吉切换卡装置的背板采用铝制复合背板+铁质背板的组合，适用于安装各种测试图卡，通过手动滑动切换测试卡。背板分为大卡和小卡两种规格，大卡1.06X1.53米，小卡0.8X0.5米，尺寸可以根据需求定制。大卡背板采用铝质材料制作(也可以根据需求改用铁质背板)，带有背胶的大测试卡可装裱于背板上，指数可放置8张4倍测试卡。小卡背板采用铁质材料制作，测试卡可吸附在上面，至少可放置3张两倍测试卡或一倍测试卡。　　目前，在影像质量测试领域，国内大多测试仪器都要依赖进口。作为中国首家专业像质评测机构，英迈吉一直致力于填补国内在专业影像测试领域的技术和服务空白，包括测试仪器的研发和测试方案制定等等。此次，英迈吉研发的切换卡装置，填补了国内自主研发的切换卡装置的空白。　　英迈吉CTO翟小鹏对这款切换卡装置也是倍感满意，他表示这款设备的效果已经达到了预期，能极大提高影像质量测试效率，节省时间。对于未来，翟小鹏表示这款设备只是个开始，未来英迈吉会推出更多自制的高品质产品。

实验装置是科学家的“枪”，随着知识探索的不断深入，科学家对实验装置的需求也向着大型、复杂、综合的方向迅速发展。 　　现在，世界上许多国家级实验室里，人们都可以见到不同肤色、不同语言的学者在一起工作 而在一些大科学计划、大科学装置的建立中，对资金、技术和人力的需求往往超过了一个国家的能力。国际合作由此日渐成为各国科研机构的不二选择。 　　实验室里的国旗墙 　　在中科院高能物理所北京谱仪III(BESIII)狭长的地下实验室尽头，有一面特殊的墙，墙上挂满了五颜六色的各国国旗。 　　“墙上的国旗代表着现在参与北京谱仪III的合作单位。”高能物理所常务副所长、BESIII国际合作组发言人王贻芳告诉《科学时报》记者，“现在搞高能物理研究的人，都知道北京谱仪。” 　　截至今年6月，BESIII合作组国内外成员单位已扩大到49个，其中外国单位20家，中国香港2家，合作组专家达300多人。 　　用王贻芳的话说，在北京谱仪之前，中国对高能物理的贡献度“几乎为零”。直到1988年，BESIII的前身——北京正负电子对撞机(BEPC)和北京谱仪建成并投入运行后，这样的局面才得以扭转。 　　基于北京谱仪，高能物理所也取得了一批重要成果，发表科学论文达150多篇，跻身于世界八大高能物理研究中心之一。 　　“中国现在已经是世界高能物理界的一支举足轻重、不可或缺的力量。”提起这几十年的变化，王贻芳感到自己和合作组同事的努力全都值了。 　　中国的，世界的 　　坐落在上海张江高科技园区的上海光源，是我国迄今为止最大的大科学工程，同时也是目前世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一。 　　2004年开工不久，上海光源工程经理部就发现了人力资源的严重短缺。根据当时的测算，上海光源工程建设期间需要约380人的骨干队伍，但开工时却只有130人左右。因此，工程经理部开始注意从国外引进或短期聘请工程建设特别需要的专家，不久就收到了明显效果，工程在编人员很快超过了200 人。 　　为了保证上海光源建成时仍居国际先进水平，工程经理部积极开展国际合作工作，与国外各主要同步辐射实验室建立了良好的合作关系，进行人员和技术的交流，及时了解国际同步辐射装置的发展趋势、新技术的发展方向，在工程建造过程中得到了国际上的帮助与支持。 　　上海光源开工一年内，就已有外宾来访47人次，涉及11个国家 出访40人次，涉及8个国家。 　　安装在中科院近代物理研究所兰州重离子加速器上的ECR离子源，也离不开以“ECR离子源之父”、法国格勒诺布尔技术研究所物理学家Richard Geller为代表的国际同行们的鼎力帮助。 　　Richard Geller曾几次到近代物理所介绍有关技术。经过与外国专家的交流，近代物理所离子源组在过去十几年间，先后自主研制了4台具有国际先进或领先水平的高电荷态ECR离子源。 　　2008年，该所副研究员孙良亭获得了首届Richard Geller奖。近代物理所离子源组也在两年内获得了国际离子源领域两项最重要的国际奖项，被认为是目前国际上最活跃和最具创新能力的离子源小组之一。 　　像Geller这样“无私奉献”的老外，在中科院各大科学装置的建设和运行中还有很多。科学家们明白，大科学装置是技术复杂的综合性工程，它涉及到许多不同的学科领域和高新技术，只有大家通力配合，才能解决关键的技术问题，为人类共同的科学事业争取时间和节省经费。 　　始于装置 瞄准未来 　　不管是中科院大科学装置里的“老大哥”北京谱仪，还是近年来赫赫有名的上海光源和合肥强磁场，这些大科学装置都不约而同地冠上了中国的地名。它们在各学科领域发挥重要作用的同时，也让长期以来发达国家在高技术领域对我国的“冷战”思维迅速转变。 　　这些大科学装置的落户，让中国终于有条件作为东道国，组织多国科学家参与的大规模科学实验，推进以我国为主的国际科技合作。 　　托卡马克(Tokamak)是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。通电时，托卡马克内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。因此，托卡马克被公认为是探索、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。 　　在国外同行研究的基础之上，1994年，中科院等离子体物理研究所通过国际合作，研制出HT-7超导托卡马克，使我国成为继俄、日、法之后第四个拥有该类装置的国家，中国聚变事业从此走上了国际舞台。 　　2007年，该所独立设计制造的世界上首个全超导托卡马克装置“东方超环”(EAST)通过验收，进入实验阶段后，“东方超环”面向全世界聚变领域的专家开放。2010年，近百人次的国内外同行参加了实验，并取得了许多重要的成果。 　　作为“十一五”国家重大科技基础设施，稳态强磁场实验装置尚未全部完工，主持建设的中科院合肥物质科学研究院就迎来了一波又一波的国外考察团队，一些世界知名的学者也陆续被聘为中科院强磁场科学中心的研究员。 　　而上海光源的用户则几乎“挤破头”。从2009年5月6日试运行以来，上海光源在短短半年多时间里，中外用户的数量就上升到了4位数。 　　承担上海光源建设的中科院上海应用物理所也因此受益。通过上海光源项目，应用物理所与英国、日本、法国、德国等国家的同步辐射光源及其研究机构建立了全面的合作与交流关系，并与美国五大实验室保持着密切的人员交流与技术合作。 　　2007年，大亚湾反应堆中微子实验在我国启动，它不仅成为具有重要国际影响力的大型基础科学研究项目，也是中美两国历史上最大的合作项目之一。 　　这样的例子不胜枚举。截至2010年底，中科院已与全球50多个国家和地区签署院级合作协议200多个，所级合作协议1000多个，每年在研国际合作项目800余项。 　　2009年、2010年两年间，有近500名国外高水平专家来华参与大科学装置的建设和研究。而2010年6月30日中科院与国家外国专家局签署的《引进国外智力为大科学装置服务合作框架协议书》，则标志着我国大科学装置引智工作进入了新的层面。 　　相识系于缘，相交系于诚。透过这些扎根中国的大科学装置，国际合作的含义早已超越了“凑份子”的阶段。中外科研人员互访、合作开展科研项目、联合培养研究生等越来越丰富的手段，让中国在科技全球化的浪潮中，逐渐成长为一个融合与开放的枢纽。

正在中国共产党历史展览馆举行的“不忘初心 牢记使命”中国共产党历史展览，史诗般展现中国共产党团结带领中国人民铸就百年辉煌的壮阔历程。在中国共产党历史展览馆的陈列区中，有一台北京正负电子对撞机的模型。建于上世纪80年代末的北京正负电子对撞机是我国首个大科学装置，它的建成使我国在世界高能物理研究领域占有了一席之地。　　如今，一座位于北京怀柔科学城的高能同步辐射光源正在拔地而起，这座大科学装置将填补我国高能区同步辐射装置的空白，为国家重大科技任务开展、基础前沿科学等领域的研究提供先进的试验平台和技术支撑。　　总台央视记者 褚尔嘉：在我旁边这里展示的就是北京正负电子对撞机的模型，建成于1988年的北京正负电子对撞机是继两弹一星之后，我国在高科技领域取得的又一突破性成就。　　北京正负电子对撞机的整体形状类似于一个球拍，球拍把是约200米长的直线加速器，球拍面则是周长240米的储存环加速器。这座体积庞大的科学装置深藏在中科院高能物理研究所地下六米深的隧道中，接近光速运行的正负电子在这里每秒上亿次进行着对撞，不断探索着物质构成的奥秘。　　对撞机的建造涉及十多个门类的高新技术，在当时我国经济和科技并不发达的情况下，全国几百家单位、上万名科技人员参与研制工作，最终在技术上实现了重大突破，90%以上部件由我国自主设计制造。1988年10月16日，北京正负电子对撞机正式实现正负电子对撞，并在之后的短短几年内在20亿到50亿电子伏特这一能区取得一系列重要科学发现。　　中科院院士、粒子物理学家 陈和生：这是我们国家第一台大科学装置。它的意义非常重大，因为是我们国家自己建设国际上最先进的高能物理的实验装置。从一开始就决定是一机两用，就是说既做高能物理实验，又要作(为)同步辐射光源。　　北京正负电子对撞机开启了我国建设大科学装置的序幕，而要想保持它的技术在国际上处于领先地位，就需要对其不断进行升级。2004年到2008年，我国科学家对北京正负电子对撞机进行了重大改造。改造后，由原先的单环对撞机变成了双环对撞机，设备的亮度大幅提升，数据的获取量提高了两个数量级，性能处于相同能区的国际领先地位。同时北京正负电子对撞机在加速器上积累的技术和人才，为之后建设的大科学装置上海光源、中国散裂中子源等奠定了基础。前沿科学的研究从来就没有止境，当国家确立建设科学强国的目标后，迫切需要建设一个新的光源。正是在这?背景下，高能同步辐射光源在北京怀柔破土动工。　　总台央视记者 褚尔嘉：我现在就是在北京怀柔科学城高能同步辐射光源的配套科研平台。我所在的这间实验室正在进行的是未来将安装到光源中的一个核心光学部件的检测工作。屏幕上现在显示的就是这个光学元件表面的一个检测的结果，它的结果显示，高能同步辐射光源的配套科研平台对光学原件加工检测的能力可以达到世界一流的亚纳米水平。　　中科院高能物理研究所研究员 李明：实际上它是一个大型的光学仪器，非常尖端的光学仪器。除了要有尖端的加速器技术之外，我们也要研发尖端的光学和探测技术。亚纳米这样的一个精度，相当于，如果把这个尺度放大到从北京到上海这样的距离上的话，那精度要在1个毫米这样一个精度。　　高能同步辐射光源的建设目前正在稳步进行，今年6月初，直线加速器隧道已经交付使用，与光源主体配套的先进光源技术研发与测试平台在近日也通过了专家测试验收。　　高能同步辐射光源项目总指挥 潘卫民：这个平台验收将对光源的建设起到一个很大的支撑作用。光源有很多磁铁，有很多一些设备，在我们这个平台先测试好以后，才有可能安全地、万无一失地装到隧道里，很快地调试成功，投入使用。　　高能同步辐射光源预计将在2025年底建成并投入使用，建成后其电子束流能量将达到60亿电子伏特，电子束流的水平自然发射度小于60皮米弧度，亮度比最强的X光管高大约12个量级，这种高强度的光源将使科学家观察和研究的时间大大缩短，过去要花费几个星期时间来做的实验，将来几分钟就可以完成。　　高能同步辐射光源项目总指挥 潘卫民：未来建成后，我们的高能同步辐射光源至少要比第三代光源亮度要提高一个亮级以上。可以对我国能源方面，在环境方面，在生物医药方面，在人民健康方面都有很大的支撑作用。　　从中国第一台大科学装置北京正负电子对撞机，到最新启用的地球系统数值模拟装置，一系列重大科技基础设施的建设，不断提升着我国的基础研究和原始创新能力，为建设世界科技强国，实现高水平科技自立自强提供了有力支撑。　　科技部战略规划司司长 许倞：我们国家科技发展已经由过去的一些点的突破逐步向系统整体推进来进行这样一个转变。在这个过程当中，我们更加需要我们中国自己在中国的本土上有更多原创的东西。

国家重大科技基础设施再立新功！面向世界科技前沿，我国在天文学领域取得新进展。3月2日，中科院国家天文台传来好消息：在国家重大科技基础设施郭守敬望远镜“加持”下，我国天文学家发现，最古老的银河系薄盘恒星年龄约为95亿年。该成果为深刻认识银河系薄盘的早期形成演化历史，提供了重要的观测依据。被称为“大科学装置”的国家重大科技基础设施，是推动科技创新、建设科技强国的利器。近年来，随着科学研究的不断深入，相当数量的前沿科学突破都是依靠重大科技基础设施取得的。“在基础性、前沿性科学研究中，大科学装置发挥着策源地作用，基础研究工作越来越离不开大科学装置。”3月3日，全国人大代表、中科院高能物理研究所所长王贻芳院士在接受科技日报记者采访时感慨道，加强基础研究，实现科技自立自强，必须建好、用好大科学装置这一“国之重器”。大科学装置是基础研究支撑平台想揽“瓷器活”，就要有“金刚钻”。“目前，有不少基础研究完全依赖大科学装置，它们通过大科学装置做无穷大或无穷小的研究，比如粒子物理、核物理以及天文学。没有大科学装置，这些研究无从谈起。”王贻芳说，还有相当一部分基础研究，如果没有大科学装置提供手段条件，研究就无法达到很高的高度，在同行竞争中就会落后。可以说，大科学装置为开展前沿性、基础性研究提供了重要平台，对于获取原创成果、抢占科技竞争制高点意义重大。全国政协委员、国家重大基础科技设施——强流重离子加速器装置总工程师、中科院近代物理研究所研究员杨建成也持有相似的看法。大科学装置是开展基础前沿研究的支撑平台，而且，基础研究领域取得理论突破后，还需要实验验证，大科学装置在实验验证上同样发挥着非常重要的作用。杨建成说，在过去的40多年，获得诺贝尔物理学奖的成果中，大约有40%来自大科学装置。王贻芳曾做了一个统计：2011年以来，依托重大科技基础设施产生的成果有22项入选国家科技“三大奖”，其中9项国家自然科学奖、3项国家技术发明奖、10项国家科学技术进步奖。因此，为了夯实基础研究根基，我国必须高度重视大科学装置建设，支持我国科学家在科技前沿领域开展研究。目前，我国在建和运行的大科学装置总量达57个，部分设施综合水平迈入全球“第一方阵”；根据规划，“十四五”期间，我国拟新建20个左右的大科学装置，我国大科学装置建设迎来了实现历史性跨越的快速发展期。大科学装置性能指标必须国际领先在充分肯定成绩的同时，我们也要清醒地认识到，我国在大科学装置建设方面还存在一些不足。王贻芳多年参与设计、建设、运行和使用大科学装置，对此有深入思考和独到见解。他说，相比国外，我国现有的大科学装置总投资规模偏小，这会限制重大原始创新成果的产生。而且，虽然我国大科学装置的数量有了较大增长，但这些装置的质量还有待进一步提高。“现在，有一些大科学装置的独创性、领先性不够，看到别人取得成绩，我跟着照做，一哄而上，存在低水平重复的问题。”王贻芳坦言。杨建成也认为，大科学装置的综合性能指标还需要进一步提升。“我们建设的大科学装置在性能指标上必须是国际领先的。有了国际一流的平台，我们才可能做出国际一流的成果。”他说。“从支撑基础研究的角度看，大科学装置可以分为两类：一是通用型，比如高能同步辐射光源；二是专用型，比如‘中国天眼’。”王贻芳认为，目前通用型大科学装置获得了更多的支持，因为它可以支撑各方面的用户，而专用型大科学装置占所有大科学装置的比重却在逐年下降，“这显然不太合适”。王贻芳建议，未来应该优化大科学装置投入的比例，建设更多国际领先的、有独创性的、开展前沿科学研究的专用大科学装置。通过这些装置的引领，取得重大一流的科学成果。结合自己多年深耕加速器研究的经历，杨建成表示，为了更好支撑基础前沿研究，我国要作好大科学装置建设的整体规划，优化大科学装置的学科和地域布局，从而加强大科学装置对基础研究的支撑作用。大科学装置在面向基础前沿科学研究的同时，也会发展很多高精尖技术。“有一些技术有很好的应用前景。比如我们基于兰州重离子加速器研发的医用重离子加速器，就取得了很好的社会效应。”杨建成建议，国家对大科学装置产生的高精尖技术的转移转化应给予更多关注。

1月15日，分别由中科院大连化学物理研究所1101组承担的“光学周期级飞秒时间分辨荧光亏蚀光谱装置”与11T2组承担的“气相纳米团簇负离子光电子速度成像仪”两项院科研装备研制项目通过了中国科学院计划财务局组织专家组的验收。 　　中国科技大学的胡水明教授等5位专家，以及中国科技大学刘世林教授等5位专家分别组成了两个项目的专家组对项目进行验收。验收会前，由清华大学莫宇翔教授等3位专家和大连理工大学于清旭教授等3位专家分别组成的测试组对项目进行了现场测试，专家组各自听取了项目负责人韩克利研究员和唐紫超研究员的研制报告、财务报告和应用报告、测试专家组的测试报告，查看了有关资料和档案，并进行了现场考查。 　　验收组专家一致认为，光学周期级飞秒时间分辨荧光亏蚀光谱装置将超短激光脉冲技术与荧光亏蚀技术相结合成功研制了一套光学周期级飞秒时间分辨荧光亏蚀光谱装置。经测试组现场检测各项技术指标达到了设计要求。利用该套装置，观测到了LDS867染料分子电子激发态上的飞秒级量子拍频。该实验结果充分体现了此套装置在时间分辨上的优势。气相纳米团簇负离子光电子速度成像仪项目组圆满完成了仪器研制任务，主体设备和相关部件全部就位，仪器运行正常。仪器的各项指标均达到或超过任务书的设计要求。应用该仪器开展了贵金属氢化物、镧系金属氧化物等团簇的光电子能谱及成像研究，对国家自然科学基金以及科技部973等项目的开展起了重要作用。 　　验收专家组认为两个项目组均完成了合同书规定的各项任务要求，一致同意通过验收。

截至2月15日，中国石化具有自主知识产权、全球首套采用环己烯酯化加氢制环己酮成套新技术的工业化装置，在湖南石化建成投产两个月，运行平稳，产出合格环己醇、环己酮、环己烷、粗乙醇等，累计生产环己酮近2.6万吨，目前日产环己酮400吨左右。湖南石化年产60万吨己内酰胺产业链搬迁与升级转型项目新建酯化法环己酮装置，是该项目的核心装置之一，共有两条生产线，年产能均为20万吨，包含6个生产单元。2023年12月15日，酯化法环己酮装置A线一次开车成功。两个月来，湖南石化新区己内酰胺部和中石化石科院等单位加强协作，持续优化新装置生产运行，在稳定提高负荷上下功夫。图为湖南石化新区己内酰胺部酯化法环己酮装置

新华网哈尔滨3月7日电 一项已通过科技部验收的项目——“远程控制在线乳成分分析装置”，将在技术上实现从收奶到加工等程序的质量安全监管。验收专家组组长黑龙江八一农垦大学朴范泽教授说，这个装置能有效监控掺杂水或其他掺杂使假成分的行为。 　　“三聚氰胺”“皮革奶”等事件牵动消费者神经，也对乳业质量安全监管提出更高要求。“远程控制在线乳成分分析装置”是由东北农业大学和浙江大学等单位联合主持开发的。作为国家“十一五”科技支撑计划课题，这项技术已于2010年12月23日通过科技部组织的专家验收，目前正在推广使用阶段。 　　作为“奶业发展重大关键技术研究与示范——乳品质量安全控制关键技术研究及开发”课题的成果之一，“远程控制在线乳成分分析装置”可用于挤奶站现场的奶品质在线检测和监控。 　　课题负责人东北农业大学霍贵成教授说，这个装置须安装在挤奶站，远程监控所挤出奶的重量，同时检测脂肪、非脂乳固体、密度、蛋白质、乳糖等指标的精度，进厂加工前再检测同批奶，将前后数据比较，便可监测原料奶重量及成分的变化，以此判断这个过程是否加入水或其他成分。 　　霍贵成教授说，对于乳品行业，原料奶的质量安全很重要。现场的在线检测和监控是保证原料奶品质和安全的第一关，这个装置变被动的实验室抽样检测为主动的防御性监控。 　　专家介绍，这个装置运用了多种在线检测技术，包括RFID传感器技术、超声波成分分析技术、电子称重技术、体细胞测量技术等，是一个综合性解决方案，能够连续准确记录特定饲养条件下的每个奶牛个体的生产性能、健康状况和牛奶品质。 　　这个装置的软件系统还可设定反映牛奶品质、奶牛健康状况等数据指标的阈值范围，实现实时报警。软件系统的关键数据采集均由外部设备自动完成，杜绝人为修改数据，保证其可靠性和可信度。

中科院是我国承担大科学装置建设、运行和管理的“国家队”——截至“十一五”，我国已建、在建和立项待建的大科学装置中，由中科院建设、运行和管理的约占80%。在科研生涯始自大科学装置、现在又是中科院分管此项工作副院长的詹文龙院士看来，“大科学装置集中体现了国家科学基础设施的水平和技术制造能力，是一个国家综合科技实力的象征”。 　　所谓大科学装置，通俗地理解，是人类感知觉能力的延伸，是对诸如距离更远、信号更弱、时间更短、能量更高、温度更低、压力更强、规模更大等观测能力极限的突破，是现代前沿科学研究必不可少的条件。现实中，它是同步辐射光源，是强磁场，是大型粒子对撞机，是有望帮助人类找到终极科学问题答案的机器，通过它，人类或许能够知道：我们来自何处，我们由何物构成，以及生命和宇宙的意义何在。总之，它本身就是科学的“加速器”。 　　2009年，中科院决定与国家自然科学基金委员会共同设立“大科学装置科学研究联合基金” (简称联合基金)，自掏腰包，3年共投入6000万元，在全国范围而不仅仅是中科院系统，支持基于大科学装置的研究。如今，第一期联合基金执行已近尾声，双方第二期的合作协议也于7月12日续签，联合基金由原来的4000万元/年增加至6000万元/年，执行期为2012—2014年。近日，科技日报记者就相关问题专访了詹文龙。 　　中科院为何把这笔经费用途的决定权交出去 　　联合基金由中科院和基金委各出一半，所有项目按照科学基金“依靠专家、发扬民主、择优支持、公正合理”的原则进行评审，也就是说，中科院相当于把每年几千万元经费的决定权交给了基金评审的专家。在自身已是大科学装置的主要运行、管理方的情况下，中科院这么做是出于什么考虑? 　　詹文龙介绍说，为了充分发挥大科学装置作为国家科技基础设施的建设效益，中科院长期以来都在积极探索和实践大科学装置开放共享的运行模式和管理机制，包括设立开放经费、发挥装置科技委员会与用户委员会作用等。“不过限于支持体量、受众范围等诸多因素，大科学装置的开放共享虽在不断改善，但总体上仍有潜力可挖。” 　　他表示，设立联合基金，可以利用基金委面向全国的申请受理平台，依靠其项目评审体系和专家资源，以基金项目的形式，引导全国的科研人员将自己的研究工作与我国的大科学装置密切结合，在充分发挥大科学装置强大科研支撑能力的同时，一方面提升科学家的研究水平和创新能力，培养一批依托大科学装置开展工作的研究队伍，另一方面不断更新和补充大科学装置实验终端的测试能力，持续增强其多学科研究支撑能力。 　　第一期联合基金共3年(2009—2011年度)，经过全面论证，双方选择了北京正负电子对撞机、上海同步辐射光源、兰州重离子研究装置和合肥同步辐射光源4个装置，面向全国受理项目申请。詹文龙介绍，选择这4个装置的原因是，它们都属于具备多学科研究支撑能力的平台型装置。第二期联合基金协议中，稳态强磁场实验装置也被纳入其中，成为第5个依托装置。 　　促进大科学装置开放共享新模式初见成效 　　“联合基金这两年的执行情况基本实现了我们设立时的初衷。”詹文龙说。 　　据介绍，2009年和2010年两年中，联合基金共收到项目申请533项，资助133个项目。这些项目的学科主要分布在10个学科方向。其中，材料学交叉、化学交叉、凝聚态物理和生命科学交叉是份额最大的4个研究方向，四者总数接近三分之二。 　　詹文龙还介绍说，这两年，中科院之外有38个单位(含中国科技大学)获得了3780万元的支持，另外，大科学装置的用户中，出现了四分之一的新面孔。 　　他总结认为，大装置联合基金的明显效果主要体现在4个方面：一是在稳定原有队伍的同时，促进了新队伍的培养，增强了人员合作 二是激发了研究新思路，加强了多学科交叉，促进了重大成果的产生，部分项目已有研究论文发表或接收 三是进一步提升了大科学装置的开放共享度及其与全国研究单位的合作 四是增强了大科学装置的科研支撑和服务能力。联合基金项目覆盖了广泛的学科领域，提出了大量新的科学问题，为解决这些问题，从装置性能到各实验线站都得到了进一步发展。“以前我们有些实验方法是借鉴国外的，现在，科学家提出的新的科学问题是国际上所没有的，只能自己创新了。”詹文龙说。 　　建设大型多学科综合研究基地 抢占未来科技竞争制高点 　　“虽然项目进展都不错，但也有些遗憾，比如联合基金没有收到一份来自企业的申请，获得资助的研究单位中，只有两家是中科院和大学以外的。”詹文龙说，第二期联合基金应当吸引地方科研单位、企业等更多用户依托大科学装置开展研究工作。 　　他介绍，国家越来越重视发挥大科学装置在国家科技和社会经济发展中的战略作用。从“十五”后期开始，国家发改委由以往“提一个议一个”的审批模式改变为中长期规划指导下的成批次建设的模式。据悉，“十一五”期间，发改委批准了12个建设项目，“预计‘十二五’期间批准的建设项目将不少于‘十一五’。除了物理学科外，可能还会包括能源等学科的装置”。 　　具体到中科院在这方面的计划，詹文龙指出，目前，我国已有和在建的大科学装置主要集中在北京、上海、兰州、合肥、广东5个地方，另外还有分布在全国各地的天文台。5个地方的大科学装置要在提高水平和效益上做文章，并逐步形成集聚效应。谈到此，詹文龙提出了一个概念——大型多学科综合科研基地。 　　他指出，西方发达国家的科学技术水平和强大的国际竞争能力，相当大程度上是通过一批高水平的大型科研基地体现的。这些基地科研力量集中，科研任务集中，国家投资集中，科学技术成果累累 学科多样，学科交叉，发展新型、边缘科学和突破重大新技术的能力强。而这些基地往往是在大科学装置的基础上发展起来的，逐渐拥有了大科学装置群，作为支撑其强大科技竞争力的基本条件。 　　建设大型科研基地，抢占未来科技竞争制高点，是提升国家科技创新能力、发展高科技的要求。根据大科学装置目前的布局，中科院决定，把第一个依托大科学装置建设的大型科研基地选在北京。 　　在他的描述中，记者了解到，这将是一个拥有同步辐射光源、综合极端条件实验设施、超级计算设施等多个装置的科学中心，论文不再是在这些装置上产出的唯一“产品”，纳米、生物等多个产业的集聚会让成果迅速转化，这里将是吸引国际高水平人才的“梧桐树”，不同学科的研究人员会在这里比邻而居…… 　　詹文龙说，这不仅仅是一幅愿景图。按照计划，“十二五”期间将重点进行装置的建设，争取在2020年前使这些“速度更快、温度更低、压力更大、电磁场更强”的高水平装置全部投用，而其运行模式也将是全新的。 　　前不久的一则新闻算是詹文龙这番话的一个注脚：中科院怀柔园区北京综合研究中心规划用地约2200亩，将重点规划建设国家“十二五”规划中部分大科学装置项目。初步估算，项目总投资达到60亿元，计划于“十二五”至“十三五”规划期间分步建设。

25日，法国聚变实验装置WEST首套离子回旋天线竣工典礼在中科院合肥研究院等离子体物理研究所举行，该套天线的成功研制是我国首次向法国出口聚变工程技术，为法国聚变研究实验装置提供关键部件。　　离子回旋加热天线是等离子体辅助加热的主要设备之一,整个天线结构复杂，冷却管路复杂繁多，工艺技术要求高。等离子体所承担的法国高功率、长脉冲、主动冷却的离子回旋加热天线研制是中法联合实验室主要合作项目，共计三套，将为WEST装置提供9兆瓦的加热功率,加热持续时间最长为1000秒,是WEST装置重要的辅助加热方式。　　该装置自2014年7月开始研制，2016年4月10日首套离子回旋天线2084个零部件全部完成，法国专家检测表明天线各个关键部件满足先进技术指标和总体性能要求。在研制过程中科研人员通过不断试验，创新使用实时温度监控和激光动态检测相结合方法攻克了天线小变形、低磁导率关键焊接工艺、异形曲面成型等关键技术问题，通过应用无损检测技术和高温高压多循环真空漏率检测技术，确保了天线部件所有密封焊缝质量均满足超高真空漏率要求。　　法方专家高度评价等离子体所完成首套离子回旋天线的研制达到国际先进水平，并认为该天线的高质量顺利完成是整个WEST装置升级过程中的重要进展，是WEST装置未来开展高参数物理实验重要保障。　　同天启幕了中法聚变合作周，其间法国CEA领导和专家还将参与EAST物理实验、开展稳态等离子体运行研究、调研我国聚变工程技术能力、展望中法未来聚变研究合作及支持建设中国聚变工程实验堆并作系列特邀报告等多项活动。据悉，中法双方在面向世界科技前沿开展聚变研究，参与并推动国际热核聚变实验堆ITER计划等大科学多边合作取得了积极成果。

作者：倪思洁 来源：中国科学报1988年，北京正负电子对撞机建成，张文裕和工程经理谢家麟（右二）、副经理陈森玉（右一）、总工艺师徐绍旺（左一）在储存环隧道里交流。安装完成的北京谱仪。北京正负电子对撞机工程安装完成的储存环。北京正负电子对撞机建设期间，科研人员在北京谱仪上安装主漂移室信号丝。北京正负电子对撞机中控室。“八七工程”停滞后，高能物理学家们一起研究方案调整问题。2006年11月18日凌晨5点多，北京正负电子对撞机经过重大改造后，成功实现电子束在储存环中的积累，科研人员在控制室记录了这一时刻。本版图片由受访者供图“我相信这件事不会错！”1984年10月7日，北京西郊，在中国科学院高能物理研究所（以下简称高能所）举行的北京正负电子对撞机奠基仪式上，邓小平同志如是说。这天，邓小平同志在对撞机的奠基石上培上了第一锹土。时任高能所所长张文裕拉着他的手，激动地说：“我多年的心愿今天终于实现了！”40年后的今天，回想起这场奠基仪式，高能所研究员张闯的眼眶有些湿润：“那一天，很多人等了一辈子。”从20世纪50年代起，中国科学家一直苦于我国没有自己的高能物理加速器，科研工作长期依赖国外数据。他们始终有一个梦想——用自己的加速器做世界最前沿的研究。风云动荡中，这个梦想被七次点燃，又七次熄灭。奠基，代表着他们的梦终于成真。仅用4年时间，中国科学家就以令国际同行惊讶的速度，建成我国首个大科学装置——北京正负电子对撞机。而此后的40年，持续产出的科学成果、日渐壮大的人才队伍、站稳脚跟的中国高能物理，都用事实印证了邓小平同志的话，这件事没有错。1 七“上”七“下”1975年3月，乍暖还寒，春日的气息还不算浓郁。正在辽宁省北票矿务局工作的张闯趁着到北京出差开会的空隙，来到中关村，看望自己的大学老师、清华大学教授张礼。张闯曾在清华大学工程物理系攻读粒子加速器专业，毕业后被分配至煤矿工作，但他与老师一直保持着密切的联系。敲开门，进屋坐下，二人还没寒暄两句，张礼就兴奋地告诉张闯一个消息：“周总理有批示，高能物理要上！”张礼的声音不大，却让张闯为之一震。它像一枚钥匙，打开了张闯心中一扇久闭的大门。事情要从3年前说起。1972年8月18日，张文裕、朱洪元、谢家麟等18位科学家给周总理写了封信。信中，他们诉苦：“高能物理实验几乎是一片空白，高能物理理论研究则全是依靠国外的实验数据。”高能物理研究是认识物质微观结构及其运动规律最前沿的学科，而高能加速器和相应的探测装置是这项前沿研究的重要工具。早在新中国成立后不久，1950年10月，中国科学院的物理学家们就提出要建设粒子加速器，开展核物理实验研究。1953年，世界第一台高能加速器在美国问世，赵忠尧、张文裕、王淦昌等老一辈中国物理学家开始努力推动建造中国的高能加速器。然而，政治风云的变幻与国民经济的兴衰，让这一梦想多次“上马”，又多次“下马”。信中，他们呼吁：“尽快确定发展高能物理的方针政策，同时组织上给以保证，尽快成立高能物理研究所，并划归基础理论研究的主管部门领导。”1972年9月11日，周恩来总理批示：“这件事不能再延迟了。科学院必须把基础科学和理论研究抓起来，同时又要把理论研究与科学实验结合起来。”1973年2月1日，在党和国家领导人的关心下，中国科学院成立了高能所。在张闯心中，那曾是可望而不可即的“殿堂”。两年后，1975年3月，高能所组织科学家经过深入研究，向国务院上报《关于高能加速器预制研究和建造问题的报告》，明确提出要在10年内，建造一台能量为400亿电子伏特的质子同步加速器。在医院病床上，周总理审阅并批准了该报告。此后，高能加速器预制研究工程有了自己的代号——“七五三工程”。“学校已把加速器专业毕业的同学推荐给了高能所，你也在名单里。”张礼告诉张闯。为了满足“七五三工程”需要，高能所开始召集散落在全国各地的相关专业人员。那天，张闯从老师家里走出来时，出差的疲惫一扫而光。此时，路边的树杈还有些光秃，但张闯的心里已经开出了小花，那是他和老师们盼了许久的梦。1976年秋天，科学家满怀信心，重新论证“七五三工程”方案，提出了更宏伟的“八七工程”计划，并得到国家批准。“八七工程”分三步走：第一步，耗资3亿元，建成300亿电子伏特的慢脉冲质子环形加速器；第二步，耗资7亿元，到1987年底建成400亿电子伏特的质子环形加速器；第三步，到20世纪末，建成世界一流的高能加速器。然而，没过多久，我国国民经济调整，紧缩基建，高能质子加速器因属于“国家非急需”而在“下马”之列——这已是该项目的第七次“下马”。得知消息后，张文裕等老一辈科学家和张闯等年轻一辈都心急如焚。1980年5月，张文裕、赵忠尧、朱洪元等39位高能物理学家联名上书，恳求“八七工程”不要“下马”。邓小平同志批示：“此事影响太大，不宜‘下马’。”这一批示给中国科学家们留下了机会。尽管工程陷入停滞，但希望仍在。所有人都开始重新思考更符合国情的加速器方案，奔向第八次希望。2 第八次希望1981年，受“八七工程”停滞问题影响，中美高能物理联合会议未能如期举行。得知消息后，华裔物理学家袁家骝、吴健雄夫妇和李政道都心急如焚，他们向国家领导人建议，立即派专家赴美洽谈。1981年3月，中国科学院派高能所的朱洪元、谢家麟前往美国洽谈。他们与李政道、袁家骝、吴健雄以及美国斯坦福直线加速器中心主任潘诺夫斯基等美国高能物理学家开会，讨论中国高能物理的前景。最终，大家一致认为在中国建造2×22亿电子伏特正负电子对撞机是最好的方案。新的方案，造价只需“八七工程”的三分之一，不仅物理窗口内容丰富，还可以在做高能物理研究的同时，做同步辐射应用研究，实现“一机两用”。然而，当朱洪元、谢家麟把这一方案带回国内，一场激烈的争论开始了。研制对撞机，技术难度和风险很大。正负电子对撞机要让两束极细、高速运行、稀薄的电子束团撞到一起，既要“对得准”，又要“撞得充分”。大家有各种各样的担心：“中国能不能做得了？”“即便研制出来，性能指标是否达标？”“进度如果拖下来，物理窗口关闭了怎么办？”有人还打了个比方：“以当时中国的薄弱基础，要想建成正负电子对撞机，就好比站在铁路站台上，想跳上一列飞驰而来的特快列车。如果跳上了就飞驰向前，如果没有抓住，就粉身碎骨。”1981年9月，中国科学院数理学部主持召开“丰台会议”，专门讨论了3天。与此同时，高能所内部也组织了多次研讨会。每个人都在为国家高能物理的未来谋一条最切合实际的出路。方案一直讨论到1981年底。其间，中国科学院又派当时院内主管部门负责人邓照明和谢家麟、朱洪元一起再赴美国。在李政道等的坚持下，邓照明与中国科学院领导通了电话，经过近一个小时的协商，院领导肯定了正负电子对撞机的方案。1981年12月5日，中国科学院上报了《关于建造北京正负电子对撞机预制研究的报告》。看过报告后，邓小平同志批示：“这项工程已进行到这个程度，不宜中断，他们所提方针，比较切实可行。我赞成加以批准，不再犹豫。”1983年4月，我国正式批准北京正负电子对撞机项目，计划于1988年底建成。此后担任北京正负电子对撞机工程领导小组组长的谷羽曾感慨：“这一批示给中国的高能物理事业注入了生机和活力，把中国的高能加速器从危机中解放出来。”3 跳上“特快列车”1984年10月7日上午10点，北京西郊玉泉路的高能所里，彩旗飘扬。邓小平、杨尚昆、万里、方毅等党和国家领导人以及专程从美国赶来的科学家们聚在这里。大家盼望已久的北京正负电子对撞机终于破土动工。接下来，科学家们要用4年甚至更短的时间，从站台“跳”上国际高能物理这列飞驰的“特快列车”。北京正负电子对撞机由注入器、输运线、储存环、北京谱仪、同步辐射装置等部分组成，工程涉及的专用设备多达上万台，技术复杂、精度要求极高，中国此前从未做过。工程一开始就遇到了关键问题：是全面引进，还是自主研制？作为工程领导小组组长，谷羽带领小组成员认真分析了中国的科技和工业状况，最终决定，除计算机和少数当时中国无力研制的设备以及用量很少、不值得花人力和物力研制的设备、元件、材料外，主要依靠自己的力量设计和研制。为了提供一个极端的粒子对撞环境，北京正负电子对撞机各类设备的技术指标均向极限逼近，其中涉及的高功率微波、高性能磁铁、高稳定电源、超高真空等技术，设计指标几乎都超出当时的技术能力。例如，对撞机要给电子加速，就需要有稳定的微波电磁场，而一种名叫“S波段高功率速调管”的部件就是微波磁场电子系统的“心脏”。当时，国内技术水平最高的S波段高功率速调管，脉冲输出功率能达到15至20兆瓦，但这根本无法满足对撞机工程的需要。于是，高能所科研人员和工厂联手，吸收消化国外上世纪80年代初期全部生产工艺，改造原先的生产线，不仅将速调管的微波功率提升到34兆瓦，还将国产调制器的功率从50兆瓦提升到100至200兆瓦，工作寿命从1000小时提高到10000小时。这一突破不仅满足了对撞机对微波功率源高功率、高稳定度、长寿命的技术要求，也使合肥同步辐射光源、北京自由电子激光、上海自由电子激光等我国“八五”期间的几大加速器工程，都逐步用上了国产的微波功率源和特种波导元件。类似的技术突破在对撞机研制过程中还有很多。为了建成对撞机，我国在真空技术、电磁铁、大功率高稳定度电源等方面都达到更高的技术水平。此外，高能所还于1987年建成我国第一条国际计算机通信线路，成为我国建设“国际信息高速公路”的先驱。1988年10月的一天，时任高能所所长叶铭汉找到负责北京谱仪建造、安装、调试任务的郑志鹏。“近日要开始中美高能会谈了，美方专家正在北京，如果此时能实现正负电子对撞，那将是一个很适当的时间。”叶铭汉说。郑志鹏立刻找到负责亮度检测器的同事们，商量如何区分信号和噪声。经过几个昼夜的连续调试，他们慢慢摸清了装置的“脾气”。1988年10月6日凌晨，当北京正负电子对撞机处于对撞模式时，亮度监测器上显示出正负电子的散射信号，而且计数随时间不断增长；将对撞机从对撞模式调成单束模式后，信号消失。反复多次，终于，大家确认，“对撞了”。大厅里，所有人都高兴得跳了起来，一夜的疲惫烟消云散。得知消息的叶铭汉天刚亮就来到运行室和谱仪大厅，确认正负电子实现对撞的事实。好消息很快传遍整个高能所，又通过媒体传遍全国。1988年10月24日，刚刚过去的一场秋雨使北京舒爽宜人，邓小平同志再次来到高能所。这一天，北京正负电子对撞机宣布建造成功！“过去也好，今天也好，将来也好，中国必须发展自己的高科技，在世界高科技领域占有一席之地。”邓小平同志在建成典礼上说。4年时间，中国科学家真的“跳”上了国际高能物理这列疾驰的列车。“对撞机的成功是中国科技发展的重要里程碑。”诺贝尔物理学奖获得者里克特如是评价。从此，中国大科学计划的时代正式开启。4 “两军相逢勇者胜”1990年，经过一年多的调试，北京正负电子对撞机正式运行。它很快成为中国高能物理基础研究的“宝地”。凭借它产出的数据，中国科学家取得了一批在国际高能物理界有影响的重要研究成果：实现迄今对τ轻子质量的最精确测量；实现20亿至50亿电子伏特能区正负电子对撞强子反应截面（R值）的精确测量；发现“质子-反质子”质量阈值处新共振态；发现新粒子X（1835）……世纪之交，国际高能物理竞争越发激烈，而北京正负电子对撞机已经运行了10年。中国科学家们有了一个新想法：升级！时任高能所所长陈和生一直密切关注国际高能物理前沿的发展。2000年，他主持制定的“中国高能物理和先进加速器发展目标”得到国家科技领导小组原则同意，其中包括对北京正负电子对撞机的重大改造。得知这一消息，美国康奈尔大学的康奈尔正负电子对撞机团队感受到了威胁。他们宣称，将采用“短平快”的方法改造康奈尔正负电子对撞机，预计比改造后的北京正负电子对撞机早两年达到同样的性能指标。这无异于一次“宣战”。“两军相逢勇者胜！”陈和生告诉身边的科研人员。他和国际上的专家反复讨论后发现，康奈尔大学的方案不一定能实现，而中国的设计方案只要努力就一定能做成。大家决定迎难而上，对北京正负电子对撞机改造（BEPCII）方案作出重大调整，采用国际先进的双环方案，计划将北京正负电子对撞机的性能提高100倍，以便在国际竞争中获得主动权。2004年1月，BEPCII正式动工，建设内容包括注入器改造、建造双储存环对撞机、新建北京谱仪III和通用设施改造等。一场激烈的国际竞赛由此展开。除高能所外，中国科学技术大学、中国科学院理化技术研究所、中国科学院合肥物质科学研究院、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院上海应用物理研究所等和相关院外科研机构、企业都参与其中，形成建制化的攻关力量。他们用5年时间，将北京正负电子对撞机的亮度和综合性能提高到国际领先水平，工程自主研制设备超过85%。升级后的北京正负电子对撞机实现了微米级高流强束团精确对撞，峰值亮度约为改造前的100倍，加上探测器性能和运行效率的提升，日积分亮度较改造前提高100倍以上。到2009年BEPCII工程完成时，康奈尔大学的对撞机只达到其设计指标的四分之一，不得不停止运行。在那台对撞机上做实验的许多高能物理学家加入了北京谱仪III合作组。“这是中国高能物理实验研究的又一次重大飞跃，为中国在粲物理研究和τ轻子高能研究方面继续在国际上居于领先地位打下了坚实的基础。”李政道如是评价。更高的性能带来更丰硕的科研成果。2013年3月，北京谱仪III合作组宣布发现新的共振结构Zc（3900），这极可能是科学家长期寻找的“四夸克物质”，入选美国《物理》杂志公布的2013年物理学领域十一项重要成果，并位列榜首。自2008年开始运行到2015年6月底，他们还观测到新粒子X（1870）、X（2120）、X（2370）等。在科研过程中，年轻的高能物理研究人员也成长起来，一批批优秀的博士、博士后源源不断地输送到全国各大科研机构、高校，成为中国高能物理发展的新鲜血液。高能所现任所长王贻芳感慨地说：“今天看来，建造北京正负电子对撞机是当时作的最好选择。它让中国高能物理在国际高能物理领域占有一席之地，培养了一支具有国际水平的队伍，也推动了国内其他大科学装置的建设。”时至今日，北京正负电子对撞机的改造仍在进行。“我们正在对加速器部分做改造，把它的亮度再提高3倍，之后，北京正负电子对撞机预计可以运行到2030年左右。”王贻芳说。在很多过来人眼中，北京正负电子对撞机的建设是几代科技工作者接续奋斗的结果，是全国许多单位大力协同取得的成就，也得益于改革开放后的国际合作。在王贻芳看来，北京正负电子对撞机留下的“启示”，包括“高能物理发展要综合考虑前沿科学目标、国家实力与需求、学科自身发展目标来选择装置建造方案”，“要敢于接受国际上的挑战和竞争”，“国内的实验基地始终是巩固和发展国际地位的坚实基础”，“装置建设方案要尽可能兼顾其他学科的需求”，“要坚持自主创新与国际合作相结合”……回顾过去，中国高能物理的起步艰辛而曲折，但科学家们从未失去希望与激情。曾经的挫折与荣光，成就了中国高能物理学家的胆识与气质。他们也为后来者积累了一个极其宝贵的经验——在困顿中坚守，在希望中奋进。（实习生阚宇轩对此文亦有贡献）

2024年，国家科技基础设施领域有许多值得期待的消息。地下700米，江门中微子实验项目有望建成；海拔5250米，阿里原初引力波探测实验将迎来初光；高空600余公里，中法合作的太空望远镜卫星即将发射、运行……位于北京怀柔的我国第四代同步辐射光源将打出第一束光；位于广东东莞的中国散裂中子源二期工程、先进阿秒激光设施计划开工建设；覆盖全中国的空间环境地基综合监测网子午工程二期即将完成验收……“今年，我们会听到很多好消息。不过，我还是对发展前景非常担忧。”全国人大代表、中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳在接受《中国科学报》采访时直言。装置那么多，怎样体系化布局？目前，我国已经布局建设了不少国家重大科技基础设施，其中30多个已经建成并投入运行。今年，政府工作报告提出，要加快重大科技基础设施体系化布局，推进共性技术平台、中试验证平台建设。“对于前沿基础研究来说，大科学装置是必不可少的工具。它与基础研究的关系不仅仅是简单的促进关系，有时是有和没有的关系。有，你就能做研究；没有，你就做不了研究。”王贻芳说。在他看来，繁荣的表象背后藏有隐忧。“这些年，大家对大科学装置更加重视，却也有了一些不太正确的期望，认为大科学装置可以立刻进行技术转移转化或带来其他实际的价值。”他还发现，这些年国家立项的一些大科学装置，“从严格意义上讲，不是大科学装置，而是大技术装置”。“目前在建、运行的大科学装置项目很多是‘十二五’时期立项的。‘十三五’到‘十四五’时期，国家立项的重大科技基础设施重点集中在技术上，如共性技术平台、中试验证平台等，对基础科学的关注和重视程度越来越低。”王贻芳认为，大科学装置是用来做基础科学研究的设施，而大技术装置则是通过研究装置本身获得技术参数的设施。“未来，我国需要从理念上对大科学装置、大技术装置有所区分，在布局上加以平衡。”同样关注大科学装置体系化布局的，还有全国人大代表、中国科学院院士、中国科学院国家空间科学中心主任王赤。“国家重大科技基础设施数量越来越多、种类也越来越多。现在地方政府、高校都非常重视这方面的布局，这就需要国家进一步加强体系化布局和分类管理。”王赤说。在他看来，对于面向世界科技前沿、面向国家重大需求的设施，建议由国家主导，目标是提升我国原始创新能力，抢占科技制高点；对于探索共性技术的设施，建议由地方政府和企业主导，目标是进一步激发创新活力、发展新质生产力。而且，不同类型设施的运行状况和成果产出的评价也需要分类开展。规模那么大，如何建好用好？大科学装置规模大，经费投入也大。今年全国两会上，不少代表委员都在探讨如何利用大科学装置推动建制化基础科学研究，使大科学装置物尽其用。在王赤看来，我国在大科学装置的建设和运行上都取得了很大进展，但为了更好促进依托大科学装置的建制化基础研究，需要消除一些制约因素。“首先就是要加强顶尖科学家团队的力量。”王赤说，“以往我们以跟跑为主，现在开始并跑、引领，这更加需要顶尖科学家准确识别重大前沿科学方向，把握时代科技脉搏。”王赤认为，顶尖科学家要能够提出世界科技前沿问题，找到国家重大需求背后的科学问题，并用好大科学装置。此外，他表示，无论是大科学装置的建设和运行，还是利用装置开展科学研究，都需要建设、运行、科研队伍更好融合，实现合作和数据开放共享。王赤告诉《中国科学报》，目前国家重大科技基础设施子午工程二期已经基本完成建设和联试任务，正在试运行，预计今年5月完成验收和全部工艺测试。去年，子午工程二期的标志性装置——稻城圆环阵太阳射电成像望远镜建成，观测能力国际领先。为了“早出成果、多出成果，出好成果、出大成果”，中国科学院国家空间科学中心与中国科学院成都分院在成都成立π中心，以充分利用圆环阵太阳射电成像望远镜开展科学研究。“我们以π中心为平台，一方面，组织科研队伍，聚焦空间天气的主责主业，开展太阳射电探测，研究太阳活动对地球空间天气的影响；另一方面，与来自其他装置、科研机构的科学家开展合作，特别是与‘中国天眼’等装置开展联合探测，加强空间天文等学科交叉研究，充分挖掘圆环阵的创新潜力，发挥效能。”王赤说。周期那么长，何以稳住人心？阿里原初引力波探测实验项目建设历时7年，如今即将见到初光。从2014年提出项目计划至今，全国政协委员、项目首席科学家张新民都不敢松一口气。“2017年初，项目开工建设，7年来整个团队成员克服了高原、疫情等带来的重重困难。”张新民说。这7年里，在推进项目建设进度之外，最让他头痛的问题就是“如何留住年轻人”。“大科学项目的特色就是周期长，而周期长带来的最大问题就是年轻人的发展问题。”张新民说。在项目建设过程中，年轻人怎么写文章、发文章，怎么让他们留下来安心做项目，都是张新民需要考虑的问题。每年全国两会期间，张新民都能听到很多“‘帽子’满天飞，应该纠正”的话。他知道，要解决这件事，不那么容易。他只希望，那些暂时还难以减少的“帽子”可以向大科学项目、有组织科研团队的年轻人倾斜一点，让他们能留得下来，保证项目顺利实施。过去的7年，让他感受同样深刻的还有疫情等因素导致项目工期延迟时的煎熬。“大科学装置的管理机制比以前有了很大改善，但是条条框框依然存在。与工程项目不完全一样，大科学项目具有创新性、探索性，很多工作没有任何可借鉴的经验，在探索过程中，存在各种不确定性。”张新民说。他建议，要充分发挥首席科学家和项目经理部在大科学项目中的作用，在经费管理等方面给予他们更大的决定权。如今，阿里原初引力波探测实验项目即将建成，张新民又开始考虑下一步运行所需的经费问题。“建成后，阿里原初引力波探测实验项目将成为国际上北天区唯一的高海拔原初引力波探测装置。我们有专门的经理部统筹管理，也有实力不错的科研团队。但现在有一个问题，就是运行经费。第一年，运行经费问题不大，第二年以后的运行经费我们还要再去申请，到处筹措。”他说。他期望，有一天国家能拨给大科学装置稳定的运行经费，让科学家们可以真正把精力聚焦到科研上。

最近，市发改委发布《北京市“十二五”节能减排全民行动计划》，将在全市餐饮服务单位内推广餐厨垃圾油水分离装置，以从源头上杜绝地沟油。 　　《全民行动计划》包含家庭、政府、学校、企业和园区、农村、宾馆饭店、商场超市、休闲场所、建设工地和交通十个部分。按照规划，到2015年，中小学节能减排教育课程开设率达到100%，城区居住小区生活垃圾分类达标率大于80%。 　　【餐饮】 　　全市推广地沟油回收装置 　　“十二五”将全面推广配置餐厨垃圾油水分离装置，配置分类收集容器。建立餐厨垃圾排放网络登记申报机制，鼓励餐饮服务单位积极参与申报登记。 　　市发改委表示，5年内，示范建设餐厨废弃油生产生物柴油、燃料乙醇等生物质液体燃料。 　　市政市容委之前要求，餐馆、食堂等须将产生的餐厨垃圾、废弃油脂全部交由具有收运资质的单位收集运输。若有证据证明餐馆将这些擅自交给其他单位或个人，签约的企业有权要求餐馆支付违约金，或按实际损失量要求赔偿。餐馆要对餐厨垃圾、废弃油脂进行分类，不能把餐厨垃圾混入到收集废弃油脂的容器内，否则可要求餐馆支付生活垃圾清运费。 　　【政府】 　　公车“一车一卡”定点加油 　　根据计划，为推动公务车节油，将推广实行一车一卡定点加油制度。据了解，目前市级财政层面补贴的公车已经实行“一车一卡”制度。未来，将进一步在全市范围内推广。 　　本市还要定期公布符合绿色采购的品牌清单，不断扩大节能和环境标志产品政府采购范围。市发改委资环处负责人表示，5年内，争取全市二级及以上能效产品市场占有率要大于80%。 　　【商业】 　　鼓励设产品包装回收柜台 　　严格执行“限塑”规定，限制过度包装。鼓励企业在大型商场、超市设立产品包装回收柜台。鼓励商场超市将回收产品包装纳入商场超市积分范围，开展积分抽奖及积分换购等活动。 　　市发改委介绍，目前，还没有包装回收柜台试点，相关政策将在下一步工作中研究制定。 　　【交通】 　　5万辆“绿色车队”送货物 　　为解决好物流最后一公里，本市将组建5万辆规模的“绿色车队”。目前，新发地批发市场已经使用首批50辆“绿色车队”车辆，预计年内增至2000辆。 　　重点大街、历史文化保护区以及商务中心区等区域拟设立自行车专用道，推出“古都风貌骑行观光”、“骑车逛奥运场馆”、“骑进胡同文化”等“骑行北京观光线”。 　　今年，本市将增加500个自行车租赁点，提供近2万辆自行车。未来5年内，将全面健全自行车租赁网络。 　　建立微循环交通网络，开设全日开行和通勤高峰时段运行的多层次微循环公交接驳线，解决部分社区最后一公里的出行。(周宇)

可以说，建设大科学装置是未来科学发展的必然趋势，共享这样的科学设施，也是社会发展的必然结果。　　从整个科学发展的历史来看，更多、更大、更好的大科学装置也是建设科技强国的必然要求。　　工欲善其事，必先利其器。被称为“大科学装置”的国家重大科技基础设施，是推动科技创新、建设科技强国的利器。　　近年来，我国大科学装置建设、应用捷报频传——“中国天眼”、中国散裂中子源、上海光源等一批“大国重器”建成应用，成为获取原创成果、突破核心技术、抢占科技竞争制高点的利器，为实现高水平科技自立自强奠定了重要的基础。　　为了全面认识大科学装置这一“国之重器”，科技日报记者日前专访了中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所（以下简称高能所）所长王贻芳。他多年参与设计、建设、运行和使用大科学装置，对此有深入的思考和独到的见解。中国科学院院士王贻芳 中国科学院高能物理研究所供图　　建设科技强国的必然要求　　记者：为什么要高度重视大科学装置的建设？大科学装置在科学研究中发挥着怎样的作用？　　王贻芳：随着科学研究的深入，我们需要的科学仪器越来越大、越来越复杂。要想扩展对未知世界的认知边界，就需要提升我们对研究对象的认识能力。在这个过程中，用到的科学仪器的复杂程度会越来越高，发展到最后自然就是大科学装置。　　大科学装置是一个非常复杂的仪器设备，它的核心仪器一般通过自主研发完成。建设大科学装置可以提高技术研发能力，推进科技自立自强。同时，在技术研发的过程中，还可以培养一大批创新人才。　　由于大科学装置规模大、复杂程度高，其建造成本也会很高。这种装置既不能仅供一个人用，也不能供某个实验室里的几个人用，而是要大家共享。可以说，建设大科学装置是未来科学发展的必然趋势，共享这样的科学设施，也是社会发展的必然结果。从整个科学发展的历史来看，更多、更大、更好的大科学装置也是建设科技强国的必然要求。　　记者：这些年来，我国建设了一批大科学装置。您觉得，这些大科学装置在推进科技事业发展中发挥了怎样的作用？取得了哪些成果？　　王贻芳：最近几十年，我国从无到有、逐渐建造了一大批大科学装置。大科学装置是国家基础设施的重要组成部分，但它不同于一般的基本建设项目，具有鲜明的科学和工程双重属性。一方面，这些大科学装置奠定了我们整个科学研究发展的基础，利用这些设施，很多科学研究取得了不错的成果；另一方面，在建设这些装置的过程中，我们也掌握了一些建设大型科学设施、科学仪器的技术和能力。　　有了这些大科学装置的支撑，我们未来才可能在科学研究或大科学设施建设方面，取得国际领先的地位和影响。具体来看，我们的设施规模越来越大，水平越来越先进，取得的成果也越来越有国际影响力。　　但是，跟先进国家相比，我们还有很长的路要走。无论是大科学装置的先进性、独创性，还是科研人员利用大科学装置取得领先科技成果的能力，都需要逐步提高。未来，我国肯定还将继续建设大科学装置，科技事业也将因此发展得越来越好。　　最核心的还是创新　　记者：这些年，各地纷纷上马建设大科学装置。您怎么看待这一现象？　　王贻芳：一哄而上建设大科学装置，这可能导致不少大科学装置建设存在创新性不足的问题。看到别人取得成绩、我就跟着照做，这种同质化竞争，背离了大科学装置建设的初衷。　　大科学装置建设必须强调创新性、独创性，不能一窝蜂上，也不能“撒胡椒面”，得一步一步走，每一步都要脚踏实地。各地都上马同质化的大科学装置，都希望做同样的事情，是一个非常不科学的现象，也是浪费资源。　　记者：那么，您觉得该如何优化大科学装置的建设布局？　　王贻芳：大科学装置的建设布局必须做好顶层设计，坚持全国一盘棋、统筹考虑，重点要考虑其用户需求和国际领先性。　　为了避免一哄而上、重复布局，非常重要的，是要保证正在规划建设的大科学装置，能够在各自的学科领域得到国际认可，要站在整个学科领域发展的高度，来规划、选择、评价大科学装置的先进性、可实施性和重要性。　　记者：高能所建设运行了多个大科学装置，请您结合建设运行这些大科学装置的经验，谈谈如何才能让大科学装置更好地服务国家战略需求、在科学研究中发挥出最佳的作用？　　王贻芳：谈不上经验，我们在规划建设大科学装置的时候，会慎重考虑刚才我强调的那几点，也就是它的学科重要性、领先性、国际影响力以及国家需求。我们希望自己建设的大科学装置不仅能够走在国内前列，而且要走在国际前列。　　在项目选择上，我们的目标是建成国际最领先的大科学装置，即使不是国际上最领先的大科学装置，也必须要有一定的领先性。我们不会考虑去“复制”别人的大科学装置，也不会纯粹为了建而建。　　其实，最核心的还是创新。创新体现在各个方面，不仅是大科学装置本身的技术创新，还包括它将来能够取得的创新性成果。　　与国际同类装置相比，我国建设的大科学装置要有创新性和领先性。要让国际同行认可并承认，咱们建设的大科学装置跟他们的不一样，咱们的装置至少在某些方面比他们的好，不能只是跟跑。　　当然，有些大科学装置主要服务于国家经济建设，这个时候我们要考虑用户需求。但是在考虑用户需求的时候，也要有一定的超前性。不能因为用户不够领先，我们就跟着走。同时，还要考虑一定程度的提前量，刚建成的大科学装置，如果用户很快发现装置不够先进，显然是不行的。建设方必须在建设的过程中甚至建设完成之后的若干年，确保装置的领先性。　　项目选择一定要精准　　记者：目前我国大科学装置建设还存在哪些不足？　　王贻芳：在充分肯定成绩的同时，我们也要清醒地认识到，我国在大科学装置建设方面还存在一些不足。一是投入规模不够。经费不足就无法保证大科学装置的先进性、领先性、创新性。事实上，相比国外，我国现有的大科学装置总投资规模偏小，限制了装置的领先性和对高水平人才的吸引，进而限制了重大原始创新成果的产生。　　二是从单个装置来看，国际领先性不够。我国大科学装置建设在起步相对较晚、财力相对有限、水平相对不高的情况下，大多以跟踪、模仿和追赶发达国家为主，具备原创科学思想和科学设计、世界领先甚至独创独有的大科学装置数量还很少。　　记者：既然我国大科学装置建设还存在差距，那么对大科学装置的建设和运行，您有哪些建议？　　王贻芳：我觉得最核心的是要优化顶层设计，做好大科学装置建设的项目选择。项目选择一定要精准，要选择真正在学科领域具有领先性的大科学装置。这个领域应该是别人从来没有研究过的，这样我们才有机会看到别人看不到的东西。　　其次，在设计大科学装置时，技术指标的设定要有一定的挑战性。国家要鼓励科研人员去“摸”技术的天花板，即使有些指标最后没达到，国家也要允许。不然，在定指标时，项目负责人就会留有余地，这不利于发展更先进的大科学装置。　　最后，设计和建造大科学装置涉及许多研究试验和技术攻关的内容，具有鲜明的工程和科研双重性。建议制定适应大科学装置特点与发展规律的建设管理制度，充分考虑这类科研工作的特殊性与需求。要根据大科学装置的工程技术人才在论文发表、独立成果研发上的特点，考虑项目、人才的一体化资源配置方式，培养设施建设所需的科学、技术、工程、管理复合型领军人才，重视设施建设和运行维护人才队伍建设，加大对其的支持力度。

近日，国产首套具有自主知识产权的5吨/天大型氢液化装置通过测试验收。该装置由中国科学院理化技术研究所联合产业化公司中科富海共同研发、设计并集成制造，实现了大型氢液化装置国产化。▲理化所研制的全国产5吨/天氢液化器中科富海相关负责人介绍，该装置采用氦制冷循环工艺流程，由3台气体轴承低温透平膨胀机提供冷量，配置了先进的催化剂填充型高效低温换热器，同步完成氢气的降温与正-仲氢连续催化转化。按照任务书指标要求，该装置系统满负荷稳定运行时间8.5小时、低负荷稳定运行时间73小时。在满负荷运行条件下，氢气液化率为3070.2 升/小时（约5.17吨/天），液氢产品的仲氢含量达98.66%，透平膨胀机绝热效率均超过80%，装置总体性能达到国际先进水平。据了解，液氢是氢能大规模储存运输的重要手段，能够大幅降低氢的运输成本和综合成本。

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3月5日23点58分，上海硬X射线自由电子激光装置项目4号工作井至3号工作井之间的首条光束线隧道实现基本贯通，东线盾构（束线一号）顺利开始进洞工序，进洞过程顺利，盾构姿态良好。硬X射线自由电子激光装置（SHINE）是上海科技大学作为法人单位、国内迄今为止投资最大的科技基础设施项目,是国家重大科技基础设施建设“十三五”规划优先启动项目，以及上海建设张江综合性国家科学中心的核心内容和重大项目。项目于2018年4月27 日开工建设，计划2025 年建成。本次贯通的光束线隧道连接SHINE项目束线站总体的前端实验大厅和加速器总体的三号工作井，是继主加速器隧道贯通后，建安总体的又一项重要建设进展，标志着项目进入了隧道工程建设的高峰期。按照建设规划，除了已贯通的2条隧道，另外8条隧道预计在2022年内实现贯通。较一般隧道掘进，SHINE工程的隧道对轴线精度和渗水均有极高的要求。“束线一号”盾构机自2021年12月6日始发，春节期间持续掘进。整个过程中隧道轴线精度控制、渗水控制均达到了工程的要求，实现高质量、高速度建设。硬 X 射线自由电子激光科学意义重大，世界主要先进国家都争相建设各自的硬 X 射线自由电子激光装置，以掌握新历史时期的科技发展主动权。SHINE项目的建成将标志着我国拥有最新的高重频硬X 射线自由电子激光光源，可以为物理、化学、生命科学、材料科学、能源科学等多学科提供高分辨成像、超快过程探索、先进结构解析等尖端研究手段，可同时满足面向物质、单分子、超强超短单颗粒成像，以及极端光物理等实验需求。SHINE项目建成后将成为我国唯一、具备世界领先水平的第四代 X 射线光源大科学装置。