来源:央视新闻客户端 发布时间:2021/6/28 15:17:42
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从北京正负电子对撞机到地球系统数值模拟装置 我国大科学装置建设稳步推进

 

正在中国共产历史展览馆举行的“不忘初心 牢记使命”中国共产历史展览,史诗般展现中国共产团结带领中国人民铸就百年辉煌的壮阔历程。在中国共产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。

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。

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。

 
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