“十二五”时期重点安排的16项重大科技基础设施建设是什么?(附图)

2018年7月1日08:04:02“十二五”时期重点安排的16项重大科技基础设施建设是什么?(附图)已关闭评论 260 views

国家重大科技基础设施建设中长期规划(2012—2030年)》从兼顾传统大科学装置领域与学科交叉及新兴学科发展需求、兼顾国际发展趋势与国内基础、兼顾学科发展与国家战略需求3方面考虑,对能源、生命、地球系统与环境、材料、粒子物理和核物理、空间和天文、工程技术等7个科学领域进行了系统部署,明确了未来20年这7个科学领域重大科技设施发展的主要方向。

“十二五”时期,在我国科技发展急需、具有相对优势和科技突破先兆显现的领域中,综合考虑科学目标、技术基础、科研需求和人才队伍等因素,优先安排16项重大科技基础设施建设。按7个科学领域划分:

  • 能源领域包括加速器驱动嬗变研究装置、高效低碳燃气轮机试验装置;
  • 生命领域包括转化医学研究设施、模式动物表型与遗传研究设施;
  • 地球系统与环境领域包括海底科学观测网、精密重力测量研究设施、地球系统数值模拟器;
  • 材料领域包括高能同步辐射光源验证装置、综合极端条件实验装置、上海光源线站工程;
  • 粒子物理与核物理领域包括强流重离子加速器、高海拔宇宙线观测站;
  • 空间和天文领域包括空间环境地面模拟装置、中国南极天文台;
  • 工程技术领域包括未来网络试验设施、大型低速风洞等。

 

(一)海底科学观测网。

承担单位:同济大学为法人单位,中科院声学所为共建单位

海洋科学研究正经历着由海面短暂考察到内部长期观测的革命性变化,这将从根本上改变人类对海洋的认识。围绕实现全天候、综合性、长期连续实时观测海洋内部过程及其相互关系的科学目标,建设海底长期科学观测网,主要包括:基于光电缆的陆架和深海观测系统,基于无线传输的海底观测网拓展系统,基于固定平台的海底观测网综合节点系统,岸基站、支撑系统和管理中心等。该设施建成后,将为国家海洋安全、深海能源与资源开发、环境监测、海洋灾害预警预报等研究提供支撑。

“十二五”时期重点安排的16项重大科技基础设施建设是什么?(附图)

 

(二)高能同步辐射光源验证装置。

承担单位:中科院高能所为法人单位,北京科技大学为共建单位

高能同步辐射光源是前沿基础科学、工程物理和工程材料等研究不可或缺的手段,是世界同步辐射光源领域竞争的制高点。以具备建设全球最高亮度高能同步辐射光源的能力为目标,建设相关验证装置,主要包括:高能量加速器、光束线、实验站等方面的工程性预研和关键部件的工程样机试制,高精度特种磁铁系统、高精度束流位置测控系统、高性能插入件、纳米级硬X射线聚焦系统、超高分辨X射线单色器、纳米定位与扫描装置的试制。该设施建成后,将为我国建设高能同步辐射光源奠定坚实的基础。

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(三)加速器驱动嬗变研究装置。

承担单位:中科院广州分院为法人单位,中科院近代物理研究所为共建单位,中科院高能物理研究所、中科院合肥物质科学研究院、中国原子能科学研究院、中国广核集团等为合作单位

长寿命核废料的安全处理处置是影响核电持续发展的瓶颈。加速器驱动次临界反应系统利用散裂中子嬗变核废料,大幅降低核废料放射性寿命,具有安全性高和嬗变能力强等特点,是安全处理核废料的最佳手段之一。为深入研究核废料嬗变过程中的科学问题,突破系列核心关键技术,建设核废料嬗变原理实验研究装置,主要包括:强流质子直线加速器、高功率中子散裂靶、液态金属冷却次临界反应堆三大子系统。该设施建成后,将满足我国长寿命高放核反应堆废料安全、妥善处理处置的研究需求,为我国核能可持续发展提供技术支撑。

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(四)综合极端条件实验装置。

承担单位:中科院物理所为法人单位,吉林大学为共建单位

极端物理条件是拓展物质科学研究空间,发现和研究新物态、新现象、新规律必不可少的手段。针对当前凝聚态物理、化学、材料前沿研究所需的极端条件向综合化、集成化和规模化发展的趋势,围绕为量子物质、功能材料和物态变化动力学过程等研究提供科学手段的目标,建设综合性的物质科学研究极端条件用户装置,主要包括:达到亚毫开温度的极低温系统,高于300吉帕的超高压系统,亚飞秒时间分辨的超快激光系统,以及极低温、超高压、强磁场和超快光场互相结合的集成系统。该设施建成后,将为物质科学研究提供有力支撑。

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(五)强流重离子加速器。

承担单位:中科院近代物理研究所为法人单位,北京大学为合作单位

高流强放射性核束、高功率重离子束团和宽能区重离子束流是探索原子核存在极限和研究原子奇特性质必不可少的手段。围绕短寿命核质量精确测量、放射性束物理、高能量密度物理以及重离子束应用等研究需要,建设强流重离子加速器装置,主要包括:强流离子源、超导直线加速器、大接受度放射性束流线、冷却储存环同步加速器和物理实验终端等。该设施建成后,将为研究原子核存在极限、核结构新现象和新规律、宇宙中重元素起源等重大科学问题提供重要支撑。

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(六)高效低碳燃气轮机试验装置。

承担单位:中科院工程热物理所为法人单位、江苏中国科学院能源动力研究中心为共建单位

围绕化石燃料高效转化和洁净利用中的气体动力学、燃烧科学和传热传质问题,为实现高压比、高透平温度、高效和近零排放等目标,建设高效低碳燃气轮机试验装置,主要包括:压气机、燃烧室和高温透平的全温、全压、全流量、全尺寸的大型试验装置研究系统,以及精细和高精度测试系统。该设施建成后,将为我国燃气轮机部件和系统特性研究提供研发手段,为化石能源持续和低碳发展提供基础支撑。

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(七)高海拔宇宙线观测站。

承担单位:中科院成都分院为法人单位,中科院高能物理研究所为共建单位

宇宙线起源一直是物理学最大的谜团之一。我国在高海拔宇宙线观测研究方面具有长期积累和深厚基础,台址条件具有特殊地理优势,适合建设由多个性能先进的探测系统组成的多参数宇宙线复合观测站。围绕推动国际甚高能伽马天文研究迈入大统计量新时代的科学目标,建设大型高海拔空气簇射宇宙线观测站,主要包括:100万平方米探测阵列,9万平方米伽马射线巡天望远镜,24台广角契伦科夫望远镜,0.5万平方米芯探测器阵列。该设施建成后,将集高灵敏度、大视场、全时段扫描搜索伽马射线源、伽马射线强度空间分布和精确能谱测量等多功能为一体,成为具有国际竞争力的宇宙线研究中心。

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(八)未来网络试验设施。

承担单位:江苏省未来网络创新研究院作为法人单位,清华大学、中国科技大学、深圳电信研究院为共建单位。

三网融合、云计算和物联网发展对现有互联网的可扩展性、安全性、移动性、能耗和服务质量都提出了巨大挑战,基于TCP/IP协议的互联网依靠增加带宽和渐进式改进已经无法满足未来发展的需求。为突破未来网络基础理论和支撑新一代互联网实验,建设未来网络试验设施,主要包括:原创性网络设备系统,资源监控管理系统,涵盖云计算服务、物联网应用、空间信息网络仿真、网络信息安全、高性能集成电路验证以及量子通信网络等开放式网络试验系统。该设施建成后,网络覆盖规模超过10个城市,支撑不少于128个异构网络并行实验,将为空间网络、光网络和量子网络研究提供必要的实验验证条件。

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(九)空间环境地面模拟装置。

承担单位:哈尔滨工业大学为法人单位,中国航天科技集团公司为共建单位

磁暴、高能粒子辐照等极端空间环境可能对航天活动造成极大影响。为保障人类太空探索活动的顺利开展,必须突破地面单因素模拟的局限,全面了解空间环境综合因素对物质的作用。以揭示空间环境条件下物质结构演化规律和各种环境耦合效应的物理本质为目标,建设空间环境与物质作用地面模拟研究装置,主要包括:空间环境模拟源、大型真空与热沉、综合测试分析系统等。该设施建成后,将为我国空间科学发展和深空探测模拟研究提供有力支撑。

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(十)转化医学研究设施。

承担单位:上海交通大学、四川大学

转化医学研究是现代医学发展的重要方向,对推动医学基础研究成果快速向临床应用转化和提高诊治水平具有关键作用。围绕人类重大疾病发生、发展与转归中的重大科学问题,建设转化医学研究设施,主要包括:符合国际标准并具有我国人种和疾病特色的临床资源库,医学信息技术系统,疾病生物标志物检测、功能分析和临床验证技术系统,个性化医学技术系统,细胞、组织和再生医学技术系统,临床技术研发系统等。该设施建成后,将推进临床医学和系统生物学结合,促进我国转化医学研究水平大幅提升。

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(十一)中国南极天文台。

承担单位:中科院紫金山天文台

南极内陆冰穹A是我国科考队首先从地面到达和利用的地区。该处大气湍流边界层极薄,大气中水汽含量极低,是地球上条件最优异的天文观测台址和天文研究长远发展的珍稀资源。在南极内陆冰穹A,充分利用中国南极昆仑站的现有基础建设中国南极天文台,主要包括:太赫兹望远镜,光学和红外望远镜,远程运控系统,支撑服务系统等。该设施建成后,将开辟地球上独一无二的太赫兹波段天文观测窗口,为研究宇宙和天体起源、暗物质、暗能量、地外生命等科学问题提供有力支撑。

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(十二)精密重力测量研究设施。

承担单位:华中科技大学为法人单位,中科院测量与地球物理所、中科院物理与数学所、中国地质大学(武汉)和中山大学为共建单位

精密重力测量是获取全球和局部区域地球质量变化基础数据不可或缺的手段,在大面积矿产资源勘查、环境变化研究和重力辅助导航中有广泛应用需求。建设精密重力测量研究设施,主要包括:精密重力测量基准台与检测系统,卫星、航空和水下重力探测环境模拟与物理仿真试验系统,全球高精度重力场数据处理系统等。该设施建成后,将为解决固体地球演化、海洋与气候变化、水资源分布和地质灾害研究中的科学问题提供重要支撑。

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(十三)大型低速风洞。

承担单位:中国空气动力研究与发展中心

大型运输机、客机及地面交通工具研制对低速风洞的规模、技术性能不断提出新要求。着眼飞机地面效应试验、大飞机涡扇发动机动力影响模拟和反推力影响试验、飞机和车辆气动声学试验的科技需求,建设回流式、多试验段、多功能大型低速风洞,具备支撑飞行器起飞、着陆特性研究,发动机、机身、机翼一体化研究,气动力及气动声学和降噪研究的能力。该设施建成后,流场品质和综合性能将达到国际先进水平。

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(十四)上海光源线站工程。

承担单位:中科院上海应用物理所

上海同步辐射装置(上海光源)是第三代中能同步辐射光源,具有最多可提供60多条光束线和近百个实验站的能力,完全建成后将为我国多学科前沿研究取得突破提供有力支撑。在已建成的7条光束线站基础上,围绕满足我国材料科学、能源科学、环境科学以及生命科学等领域迅速发展的研究需求,建设上海光源线站工程,主要包括:新建若干光束线站,扩建用户实验支撑条件,进一步提升光源性能。该设施建成后,将大幅提升光源和束线的能力,使上海光源继续保持国际先进水平,为相关科学研究提供更全面、先进、便捷的支撑。

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(十五)模式动物表型与遗传研究设施。

承担单位:中国农业大学和中科院昆明动物所联合共建

模式动物表型性状的精确测定和度量是解析生命规律,开发疾病调控方式的关键之一。以解决表型和基因型测定及关联遗传机制分析中的科学问题为目标,建设重要模式动物的表型与遗传分析研究设施,主要包括:表型及基因型连续、快速、综合、自动化与智能化获取分析系统,表型和基因型全面自动检测分析系统,信息集成、处理及遗传性状分析系统等。该设施建成后,可系统、准确地描述生命的表型、基因型及其在环境变化中的响应,并以此正确描述生命的调节状态和方式,为人类疾病、动物生命过程调节等研究提供支撑。

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(十六)地球系统数值模拟器。

承担单位:中科院大气物理所为法人单位,清华大学、中科曙光和中国气象局等为共建单位

地球系统模拟是衡量地球科学研究综合水平的重要标志,是开展气候变化、防灾减灾和环境治理等科学研究不可缺少的手段。以认识地球环境复杂系统、模拟地球系统圈层变化和长期气候变化、精细描述和预测地球物理化学及生物过程等为目标,建设地球系统数值模拟器,主要包括:超级计算及存储专用系统,超级模拟支撑与管理软件系统,地球各层圈过程模拟软件系统,地球系统科学数据库与海量数据智能分析与可视化系统等。该设施建成后,将大幅提高我国地球系统模拟的整体能力和重大自然灾害预测预警、气候变化预估的研究水平。

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