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國家重大科技基礎設施超重力離心模擬與實驗裝置正式啓動

2019年12月13日 19:33  点击:[]

1118日,國家重大科技基礎設施超重力離心模擬與實驗裝置(CHIEF)建設研討會與啓動儀式在杭州舉行。

在上午舉行的啓動儀式上,浙江省副省長高興夫講話,浙江大學黨委書記任少波出席,浙江大學校長吳朝晖院士致辭,教育部科學技術司副司長檀勤良、國家發改委創新能力處副處長劉增輝分別致辭,項目首席科學家、浙江大學建築工程學院陳雲敏院士介紹有關情況,浙江大學副校長嚴建華主持。項目用戶單位和參建單位代表分別發言。與會領導嘉賓通過啓動裝置宣布項目開工。

高興夫就浙江省第一個國家重大科技基礎設施超重力離心模擬與實驗裝置啓動建設,向有關各方表示衷心感謝。他指出,支持和推進國家重大科技基礎設施建設是浙江省義不容辭的責任,也是我省建設好創新強省的內在需要。CHIEF建設標准高、建設工期緊、施工難度大,希望浙江大學抓住建設關鍵期科學組織,精心施工,確保安全,確保質量。省、市、區相關部門要在服務保障、人才引進等方面給予重點支持,確保國家重大科技基礎設施建設順利推進。期待建成後的CHIEF作爲國之重器,成爲世界級標杆大科學設施,爲國家和浙江省的科技進步和産業發展提供源頭性戰略支撐。

吳朝晖表示,超重力離心模擬與實驗裝置的啓動,是萬衆期待的曆史時刻,是衆志成城的合作結果。浙江大學高度重視該項目,曆經十多年的接力探索,克服了從預研、立項到批複、開工等各種困難。展望未來,要前瞻引領,搶抓全球超重力發展競爭的戰略主動;要戰略支撐,加快解決我國的“卡脖子”科技難題;要開放合作,打造新型的政産學研用合作高地。希望大家繼續同心攜手,力爭早日完工、再立新功,爲建成創新型國家、實現中華民族偉大複興的中國夢作出新的更大貢獻。

在當天下午舉行的建設研討會上,項目總指揮嚴建華宣布CHIEF科技委員會成立並向有關專家頒發聘書。首席科學家陳雲敏院士、中國水利水電科學研究院陳祖煜院士、深圳大學謝和平院士、浙江大學張澤院士作了專題報告,國家自然科學基金委楊衛院士主持報告會。15位兩院院士和100余位行業專家和學者參加會議,旨在通過學術交流,促進相關學科融合,爲進一步推進項目高質量建設、高效運行、開放共享提供科學和技術支撐。

超重力離心模擬與實驗裝置,是《國家重大科技基礎設施建設“十三五”規劃》確定的十個優先建設項目之一。國家重大科技基礎設施,是指爲提升探索未知世界、發現自然規律、實現科技變革的能力,長期爲高水平研究提供服務,具有較大的國際影響力的國家公共設施。CHIEF落戶杭州未來科技城,用地面積89畝,總建築面積34560平方米,國家發改委核定的概算總投資爲21.008億元,建設周期5年。項目已于11月1日取得建築工程施工許可證。

省政府副秘書長董貴波、浙江大學副校長王立忠,浙江省、杭州市、余杭區以及浙江大學相關職能部門負責人參加了上述有關活動。


新聞+:

超重力離心模擬與實驗裝置利用離心機産生的離心力模擬超重力,利用離心機上的機載實驗裝置,實現超重力下物質運動試驗。地球表面的任何物體都會受到地球重力的作用,人能夠站立在地面上,物體會下落,都是重力的原因。科學家們把地球上的重力叫做常重力,用1g(重力加速度)來表示,大于1個g的就叫超重力。比如航天員乘坐飛船返回地球時,會受到4個g的超重力,相當于承受了4個自己的重量。營造超重力環境,能夠提升人類觀測常重力大時空尺度多相介質運動過程能力,並且提供加速多相介質相間分離的極端物理條件。首先,超重力具有“縮尺”作用。舉個例子,想知道100層樓高的房子對地基的影響,那麽我們只需要造1層樓高的模型,將它放在100個g的超重力作用下,這時,1層樓對地基的影響效果,就相當于常重力下100層樓對地基影響的效果。這就是縮尺作用。其次超重力場中還存在“縮時”效應,比如在超重力離心機上搭載土體汙染物遷移實驗裝置,就可以模擬汙染物在地下大尺度、長曆時的運移。如果在現實中研究汙染物的遷移,需要花費幾千年,但在超重力場中模擬實驗,可能只需要一天的時間。

正是因爲功能強大,超重力離心機被譽爲“革命性工具”。目前世界上容量最大的是美國陸軍工程師兵團1200g·t(重力加速度×噸)離心機。“超重力項目”將建設世界上容量最大的兩台離心機:容量1900g·t的重載超重力離心機和容量1500g·t的高速超重力離心機;六座實驗艙:邊坡與高壩實驗艙、岩土地震工程實驗艙、深海工程實驗艙、深地工程與環境實驗艙、地質過程實驗艙和材料制備實驗艙;18台機載裝置,其中6台世界首創,12台指標國際領先。該設施將爲人類全過程觀測超重力環境下岩土體、地球深部物質、合金熔體等多相介質的物質運動提供研究平台;爲揭示岩土體大時空演變與成災、地質過程演變與成岩成礦、合金熔體超重力凝固的機制,爲重大基礎設施建設、深地深海資源開發、高性能材料研發等提供基礎條件支撐。項目建成後將成爲全球容量最大、應用範圍最廣的超重力多學科開放共享實驗平台,從而使我國在相關領域的研究實現從跟跑、並跑到領跑的跨越。

“超重力項目”由浙江大學作爲法人單位承擔建設。以陳雲敏院士爲首的科學團隊,前後經過了13年的科學研究和技術積累:2006年,浙江大學建成ZJU400(400g·t)超重力離心機,並參加了美國國家自然科學基金委組織的場地液化離心機振動台國際平行試驗,被主辦方評價爲“最接近目標試驗結果”,所提出的地震液化判別准則得到全球50年來曆次大地震422個調查場地的驗證,被國際上稱爲“周-陳模型”;爲進一步發掘“超重力”魔力,增加超重力的科學應用,2011年陳雲敏團隊又提出了建設全球最大“超重力”裝置的設想,並于2013年被列入《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃》;2016年,被列入《國家重大科技基礎設施建設“十三五”規劃》十個優先項目。

經過多年潛心預研,陳雲敏團隊已初步解決了48項關鍵技術。同時,利用小試和中試裝置取得了一些階段性的科學成果:首創“高速鐵路列車運行動力效應試驗系統”;首次開展了青藏高原新生代構造變形超重力試驗,重現了印度板塊擠壓導致青藏高原隆升的過程;研制了國內首台超重力造波實驗裝置,重現了近海結構物在風浪作用下災變過程。項目預研過程中,陳雲敏團隊申請的國家自然科學基金基礎科學中心項目“多相介質超重力相演變”剛獲得了批准,爲項目的全面啓動和開工建設提供了保障。

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