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揭秘:中国大科学装置

时间:2013-11-10 13:38:24 点击:

  核心提示:20世纪中叶以后,科学发展的一个重要特征是重大科技基础设施(俗称大科学装置)的出现。近代物理学上有很多诺贝尔奖项的研究成果,都依靠这些重大科技基础设施取得。重大科技基础设施是指须通过较多资金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技术活动,以实现重要科学技术目标的大型设施。目前,我...
20世纪中叶以后,科学发展的一个重要特征是重大科技基础设施(俗称大科学装置)的出现。


近代物理学上有很多诺贝尔奖项的研究成果,都依靠这些重大科技基础设施取得。


重大科技基础设施是指须通过较多资金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技术活动,以实现重要科学技术目标的大型设施。目前,我国在建和运行设施总量达到32项。其中,中国科学院负责建设和运行设施13个,在建设施9个,将建设施1个。其中极具有代表性的有“兰州重离子研究装置”、“合肥同步辐射装置”、“全超导托卡马克核聚变实验装置”、“稳态强磁场实验装置”。


这些听起来十分陌生的装置,推动了我国粒子物理、核物理、生命科学等领域的科研水平进入国际先进行列。依托这批重大科技基础设施,解决了一批关乎国计民生和国家安全的重大科技问题,在载人航天、资源勘探、防灾减灾和生物多样性保护等方面发挥着不可替代的作用。


对公众来说,这些科研机构遥远而神秘,但它们正在加速改变着我们的未来。


癌症新疗法


10月21日,甘肃兰州中科院近代物理研究所,一名50多岁的癌症患者躺在一台重离子治疗终端前,准备接受治疗。


这是一种新的治疗癌症的方法,利用高速的重离子束对病变的组织进行治疗。


科研人员先用核磁共振确定病人的病变部位,然后给病人罩上白色网格状的固定外套,使其不能随意移动,接着用红色的激光束对病变部位进行精确定位,最后用重离子对病变的部位进行治疗。十分钟后,这名患者结束了当日的治疗。


重离子治疗癌症是当代世界上公认的先进有效的放疗方法,与传统的放射治疗相比,重离子束对健康组织辐射损伤轻、疗程短、治愈率高


重离子治疗技术的开展,依托于一个属于“大科学装置”的机器——重离子加速器。


重离子加速器可以将大量的重离子加速到很高的速度,甚至接近光速,高速的重离子形成重离子束,用于开展重离子物理研究。中国是继美、德、日以后,第四个开展重离子研究的国家。


人造小太阳


10月24日,安徽合肥科学岛,科研人员在“全超导托卡马克核聚变实验装置”内为机器升级。这是一个控制核聚变的装置,用于“人造小太阳”的研究,目的是解决人类面临的能源危机。


太阳之所以能够释放无穷尽的能量,就是因为其不断的核聚变反应。氢弹的爆炸也是这个原理。


如何将氢弹这种不可控制的核聚变,变成可控制的核聚变?


太阳之所以不会像氢弹那样爆炸,是因为万有引力使太阳形成一个“被约束的大火球”,只会持续地产生能量,而不会爆炸。“全超导托卡马克核聚变实验装置”就是这样一种“约束核聚变能”的容器。它是一个环形磁容器,造成一个磁场,像一个“磁笼”,使所有的带电离子只能沿着磁力线前进,而不会“逃离”。


“磁约束核聚变”未来的研究目标是三步走,首先是要建成等离子体实验堆,其次是要建成工程示范堆,最后建成聚变能电站。“人造小太阳”的研究将让人类用上清洁的核能源。


火灾掌控者


10月23日,位于安徽合肥的中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室里,一名科研人员在实验台用干粉喷灭火焰,以计算达到灭火效果所需的干粉量。


另一名实验室的科研人员则在一个风道内点起一把火,做“旋风火”的实验,用仪器采集“风速和火焰温度关系”的数据。


火灾是一种能够通过人为干预而减少其损失的灾害。火灾科学国家重点实验室一直在从事这方面的研究。


在这里,科研人员利用模型和数据,探究建筑火灾、森林与城市火灾、工业火灾等科学规律,为修订和制定火灾安全技术标准与规范提供技术支撑。

作者:实丰玩具 录入:实丰玩具 来源:www.zgwjlpc.com
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