浙江在線2月1日訊（浙江在線通訊員 周煒 孫婧宜 記者 章咪佳）記者日前了解到，國(guó)家發(fā)改委正式批復(fù)：浙江大學(xué)將牽頭建設(shè)超重力離心模擬與實(shí)驗(yàn)裝置國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，項(xiàng)目選址杭州未來(lái)科技城，這是在浙江省建設(shè)的首個(gè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。
這則消息背后，是這樣一出大戲：5年后，杭州會(huì)出現(xiàn)兩臺(tái)（一組）大家伙，它們占地89畝，和9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)差不多大，總投入將超過(guò)20億元人民幣；它的學(xué)名叫超重力離心機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)“CHIEF”，正好是“首領(lǐng)”的英文。
CHIEF裝置建成后，將成為全世界容量最大、應(yīng)用范圍最廣的綜合超重力多學(xué)科實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
“首領(lǐng)”主要功能：
壓縮時(shí)空，瞬息萬(wàn)年
CHIEF項(xiàng)目首席科學(xué)家——中國(guó)科學(xué)院院士、浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院教授陳云敏帶我們?nèi)タ戳艘粋€(gè)現(xiàn)有的超重力離心機(jī)，它藏在浙大建工實(shí)驗(yàn)大廳的地底下，是一個(gè)離心加速度達(dá)到150倍重力加速度的超重力離心機(jī)。不過(guò)，和未來(lái)的CHIEF相比，它可能是迷你版了。
CHIEF離心機(jī)容量超過(guò)1500重力加速度·噸，最大離心速度達(dá)1500倍重力加速度，最大負(fù)載超過(guò)30噸。
兩臺(tái)主機(jī)，一臺(tái)為“高負(fù)載低加速度離心機(jī)”，有效回轉(zhuǎn)半徑10米——也就是一條手臂就有10米長(zhǎng)，可搭載16臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置；
另一臺(tái)是“低負(fù)載高加速度離心機(jī)”，有效回轉(zhuǎn)半徑4.2米，可搭載4臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置。
“首領(lǐng)”的原理，源自在地球重力場(chǎng)的作用下，不同密度的物質(zhì)之間發(fā)生著相對(duì)運(yùn)動(dòng)。比如，在重力的驅(qū)動(dòng)下，比較重的鐵和鐵合金逐漸運(yùn)移到地球深部核心，而石英、橄欖石等較輕的巖土體和礦物則逐漸運(yùn)移到地球表層。越往深處，巖土體的密度增大，承重能力也逐步增加。
如果重力強(qiáng)度發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生很多神奇的效應(yīng)。舉個(gè)例子，科學(xué)家想知道100米高的大壩的失穩(wěn)性狀，只需要造一米高的模型，加上100倍重力加速度的超重力，就能模擬實(shí)際效果。
其次，超重力場(chǎng)增大了不同物質(zhì)之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，從而產(chǎn)生縮時(shí)作用。比如超重力場(chǎng)下的爆氣試驗(yàn)，增大了氣泡的運(yùn)動(dòng)速度，加速了相分離。
陳云敏介紹，建成后的CHIEF，將構(gòu)建瞬態(tài)到萬(wàn)年時(shí)間尺度、從原子級(jí)到千米級(jí)空間尺度、從常溫常壓到高溫高壓等多相介質(zhì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，具備單次實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)巖土體千米尺度演變與災(zāi)變、污染物萬(wàn)年歷時(shí)遷移、獲取千種材料成分的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
“該設(shè)施建成后可為深海深地資源開(kāi)發(fā)、防災(zāi)減災(zāi)、廢棄物地下處置、新材料制備等領(lǐng)域的研究提供有力支撐。”陳云敏介紹。目前實(shí)驗(yàn)艙所搭載的20多個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中，有6個(gè)為世界首創(chuàng)，
簡(jiǎn)單地說(shuō)，超重力離心機(jī)的特異功能就是：壓縮時(shí)空，瞬息萬(wàn)年。
邊建設(shè)邊探索
科學(xué)家表示要對(duì)得起良心
在CHIEF項(xiàng)目中，中國(guó)科學(xué)院院士、浙江大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、材料科學(xué)家張澤的角色是材料制備實(shí)驗(yàn)艙的負(fù)責(zé)人。
陳云敏和張澤是浙大兩位出了名的幽默院士，在一起可以說(shuō)相聲。
在介紹了CHIEF團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家后，陳云敏說(shuō)：“張澤院士經(jīng)常說(shuō)我操勞，你著什么急呢。呵呵，我是學(xué)土木工程的，比如我造大樓，不能造著試試、倒了就倒了，這是工程和科學(xué)的區(qū)別。科學(xué)是探索。我們做工程是必須要做好。”
陳云敏的操勞來(lái)自現(xiàn)實(shí)情況，“目前，超重力設(shè)施的科學(xué)目標(biāo)和工程目標(biāo)已經(jīng)明確，預(yù)算是20億左右，國(guó)家投入如此巨資，如果失敗，科學(xué)家良心上過(guò)不去。”他說(shuō)，“大科學(xué)裝置的要求是技術(shù)成熟、國(guó)際領(lǐng)先，從某種程度上說(shuō)，這兩個(gè)要求存在著一定矛盾，凡是科學(xué)前沿的東西，都是未知和不成熟的，這就給我們帶來(lái)非常大的挑戰(zhàn)。”
目前對(duì)CHIEF團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，最重要的是關(guān)鍵技術(shù)的凝練，它是這個(gè)項(xiàng)目能否成功的關(guān)鍵。
“我們一共凝練了54項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，接下來(lái)要一項(xiàng)一項(xiàng)要進(jìn)行可行性論證，邀請(qǐng)最好的專(zhuān)家前來(lái)論證。”
但是，即使專(zhuān)家認(rèn)為這個(gè)是可以實(shí)現(xiàn)的，也不能百分百保證實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橄嚓P(guān)的實(shí)驗(yàn)在常重力下實(shí)現(xiàn)，可放在1500倍重力加速度下會(huì)表現(xiàn)如何，誰(shuí)也不知道。
CHIEF一共有六座實(shí)驗(yàn)艙，既有高新技術(shù)、高新材料方面的研究，也有非常基礎(chǔ)性的重大的科學(xué)探索。
“比如說(shuō)我們有一個(gè)設(shè)計(jì)方案，關(guān)于南海的可燃冰開(kāi)采，這個(gè)方案不能直接到海上去做實(shí)驗(yàn)，那樣做代價(jià)是非常高的。”
所以CHIEF的使命就是進(jìn)行重大工程的設(shè)計(jì)、研究和驗(yàn)證。“我們前面四個(gè)艙，邊坡與高壩、巖土地震工程、深海工程、深地工程主要是圍繞著我們國(guó)家的重大工程，設(shè)計(jì)是圍繞著我們國(guó)家建設(shè)的工程難題和需求來(lái)的。”陳云敏說(shuō)，“比如說(shuō)大壩，我國(guó)的壩是世界上最高的，那我們就要重現(xiàn)大壩在極端情況下的潰決。300米級(jí)的高壩，它會(huì)受到哪些因素影響？它為什么會(huì)潰決？那研究清楚了就會(huì)提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)技術(shù)。”
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正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、天眼
都是國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施
國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是提升人類(lèi)探索未知世界、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、實(shí)現(xiàn)科技變革能力的大型復(fù)雜科學(xué)研究裝置或系統(tǒng)，是推動(dòng)國(guó)際科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的國(guó)之重器。它面向國(guó)際科技發(fā)展前言，聚焦我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全戰(zhàn)略性、瓶頸性科技難題，兼具科學(xué)研究與工程建設(shè)雙重屬性。
近年來(lái)，我國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得顯著進(jìn)展，北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、上海光源、天眼FAST射電望遠(yuǎn)鏡等一批設(shè)施全球領(lǐng)先。
“十三五”期間，我國(guó)將啟動(dòng)建設(shè)10個(gè)優(yōu)先布局項(xiàng)目。浙江大學(xué)牽頭的超重力離心模擬與實(shí)驗(yàn)裝置為其中之一。
