作者:倪思洁 陈欢欢 来源: 中国科学报 发布时间:2022-1-20
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强国有我,矢志不渝
——中科院科技创新工作“十四五”开局良好

 

■本报记者 倪思洁 陈欢欢

在“十四五”开局之年,中国科学院科技创新成果捷报频传——

凝望苍穹,“中国天眼”高效运行。2021年,“中国天眼”的年观测时长超过5300小时,远超国际同行预期的工作效率,目前已发现约500颗脉冲星,同时还有来自14个国家的27份国际观测申请获得批准。

再破纪录,“人造太阳”持续“燃烧”。2021年12月30日晚,全超导托卡马克装置(东方超环)实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,再次创造目前世界托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间纪录。

铸造平台,“超级显微镜”有序推进。2021年,中国散裂中子源加速器年度运行指标再创新高,高能同步辐射光源完成主环建筑封顶,上海光源工程建设成效显著。

立足新阶段,启航新征程。新的一年,实现高水平科技自立自强依旧是中科院人矢志不渝的方向。

探索基础研究前沿,勇闯科学“无人区”

无用之用,实堪大用。人类在高科技上取得的种种伟大成就,无一不植根于基础科学,正因如此,基础研究被视为科技创新的源头。

2021年7月12日,嫦娥五号任务第一批月球科研样品正式发放,国内共有13家科研机构获得约17476.4毫克样品。

拿到样品后半个小时,中科院科研人员立即启动集中攻关,53小时后取得第一个定年数据,55小时后取得第一个氢同位素数据,7天内完成预期的实验分析,第8天起进行封闭式论文写作,第16天投出第一篇论文……

为了这一刻,他们准备了十多年。“拿到样品的那一刻,所有团队成员都非常兴奋。我们团队里很多人是‘80后’‘90后’,他们从参加工作的第一天开始,就在为嫦娥五号月球样品研究做准备。科研工作者最大的荣耀就是能够承担起国家科技发展中的重大任务。”中科院地质与地球物理研究所研究员杨蔚说。

在贵州省平塘县的大窝凼里,“中国天眼”凝望着苍穹。2021年是它开放运行的第二年,也是它实现国际开放的第一年。这一年,中科院国家天文台的科研人员在大山深处默默坚守,全年无休,以保证望远镜每天24小时高效运行。

“中国天眼”团队和来自国内外的科学用户们携手,终于迎来了科学成果的“爆发期”:中性氢谱线测量星际磁场取得重大进展;获得迄今最大快速射电暴爆发事件样本,首次揭示快速射电暴的完整能谱及其双峰结构;“银道面脉冲星快照巡天”项目持续发现毫秒脉冲星;开展多波段合作观测,开启脉冲星搜索新方向,打开研究脉冲星电磁辐射机制的新途径……

“新思想引领新时代,新使命开启新征程。‘中国天眼’团队在新思想引领的新征程中,想国家之所想,急国家之所急,受得了寂寞,坐得了冷板凳,坚守在科研一线,继续为国家的强盛贡献自己的力量。”中科院国家天文台研究员姜鹏说。

在广东省江门开平市,打石山地下700米深处,地下洞室、大型水池以及要装2万吨液体闪烁体和光电倍增管的中微子探测器初具雏形。建成后,它将与日本的“顶级神冈”探测器和美国的“深部地下中微子实验”设施形成三足鼎立之势,并将成为下一代国际中微子实验中率先建成的设施。

“江门中微子实验已经进入建设攻关的关键阶段,我们研发出了探测效率最高的新型光电倍增管和最透明的液体闪烁体,发展出一系列新技术,如高强度螺栓、单通道电子倍增器、应力检测、防水封装、极低本底技术等,未来这些技术也会有更广泛的应用。”中科院高能物理研究所研究员曹俊说。

行走在科学的“无人区”,没有人可以商量,没有经验可以借鉴,他们靠着勇气和智慧蹚出一条条崭新的路。

瞄准关键核心技术,抢占发展“制高点”

关键核心技术要不来、买不来、讨不来,只有攻克关键核心技术,才能从根本上推动经济高质量发展,保障国家安全。

在安徽合肥西郊风景秀丽的科学岛上,世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置——东方超环一次又一次刷新世界纪录。

2021年5月28日3时02分,东方超环控制大厅的大屏幕上,数字突破了100秒,所有人起立欢呼,一个新的世界纪录诞生了,东方超环成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行,将1亿摄氏度20秒的原纪录延长了5倍,进一步证明核聚变能源的可行性,也为迈向商用奠定了物理和工程基础。半年后,在2021年即将结束之际,它又实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,创下又一个新的世界纪录。

“近年来东方超环取得的系列原创性重大成果,以及深度参与ITER计划取得的成果和经验,都为未来中国聚变工程实验堆的建设和运行奠定了坚实的科学和工程基础。”中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所研究员徐国盛说。

同样在安徽合肥,量子计算原型机“九章”在2020年底横空出世,标志着我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。一万年太久,只争朝夕。2021年以来,中国科学技术大学潘建伟院士团队厚积薄发,好消息频传:“九章二号”“祖冲之号”“祖冲之二号”以迅雷不及掩耳之势相继问世,稳固了我国量子计算第一方阵的位置。

中国科学技术大学教授朱晓波表示,“祖冲之二号”实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解,比目前最快的超级计算机快一千万倍,计算复杂度比谷歌的超导量子计算原型机“悬铃木”高一百万倍,使得我国首次在超导体系达到了“量子计算优越性”里程碑。

“超导量子计算作为国际竞争的焦点之一,相关设备多次被国外限制与禁运,我们唯有通过自主创新,与兄弟单位齐心协力,才有可能在竞争中脱颖而出。”朱晓波说。

燃气轮机被誉为“工业皇冠上的明珠”,是国家综合国力、工业基础和科技水平的集中体现。但长期以来,我国深受大功率高参数燃气轮机试验装置空白的瓶颈制约,缺乏开展科技攻关的基础性条件。

在江苏连云港,服务“航空发动机与燃气轮机重大专项”优先启动的高效低碳燃气轮机试验装置CTF#1燃烧室试验平台在2021年完成动态调试,初具试验服务能力,已支撑多个型号的研发攻关,其中两个型号燃烧室已完成研制并装机。目前,多个试验平台完成工程设计,核心关键设备正在研制加工,配套建设全面展开。

“燃气轮机的核心技术只能依靠自主研发,高效低碳燃气轮机试验装置是解决‘卡脖子’问题、实现国产燃气轮机技术自主可控的重要手段。”中科院工程热物理研究所项目研究员邵卫卫告诉《中国科学报》,该装置投入使用后将为我国更高效率、低碳/零碳排放燃气轮机自主发展提供数据积累和试验平台,推动低碳能源动力系统自主创新。

第五代移动通信技术(5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术,是实现人机物互联的网络基础设施。5G射频滤波器也是未来5G技术走向应用的关键元器件。

在由国家纳米科学中心和广州高新技术产业开发区共建的新型研发机构——广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院,科研团队正在进行5G手机射频滤波器的攻关,力争在“十四五”实现全流程、智能化制造。

紧盯着发展的“制高点”,晚一步就会被动,慢一点就会被超越,他们靠着毅力和决心攻下一个个技术堡垒。

打造大国重器集群,助力创新“加速度”

科技强国离不开大国重器,高精尖技术的发展也离不开高精尖水准的实验平台。

散裂中子源被誉为“超级显微镜”,是研究物质微观结构的理想探针,金属疲劳、可燃冰、磁性材料、化学反应催化剂的原位研究等都须使用散裂中子源。

在广东东莞,中国散裂中子源已经成为国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台。2021年,中国散裂中子源加速器首次实现全年度100千瓦供束运行,完成有效打靶供束时间5148小时,供束期间的束流可用率达到96.1%,年度运行指标再创新高,达到国际同类装置的先进水平。

“新的一年,中国散裂中子源将继续做好高质量开放运行,服务国家重大战略需求。我们全体科研人员将踔厉奋发,笃行不怠,为实现高水平科技自立自强作出我们应有的贡献。”中科院高能物理研究所研究员陈延伟说。

同样被誉为“超级显微镜”的,还有同步辐射光源。同步辐射光源可以利用同步光看清物质内部的结构,是科技界和工业界不可或缺的重要实验平台。

在北京怀柔综合性国家科学中心,建筑外观形似放大镜的高能同步辐射光源(简称高能光源),完成主环建筑封顶、首台科研设备安装,进入基建施工、设备安装并行阶段。建成后,它将成为我国第一台高能量同步辐射光源,也成为世界最亮的第四代同步辐射光源之一。

“我们将主动担负起时代赋予的使命责任,发挥中科院高能物理研究所大装置建设的优势,同时吸收国内外大装置建设的先进经验,加快关键核心技术攻关,努力按质量、按工期、不超概算完成工程建设任务,为工程材料、能源环境等领域的国家重大需求和前沿基础研究提供创新平台。”中科院高能物理研究所研究员潘卫民说。

在上海张江综合性国家科学中心,一个酷似“鹦鹉螺”的建筑承载着我国中能第三代同步辐射光源——上海光源。

2016年11月,上海光源线站工程(即上海光源二期工程)开工建设,新建16条高水平的光束线站并拓展光源性能,以实现第三代同步辐射光源近乎极限的空间、时间和能量分辨能力,全面提升上海光源的科技策源能力,更好地服务于国家战略。截至目前,上海光源已完成11条新光束线站的建设任务,并全部投入使用。

“二期工程将在2022年10月完成所有线站建设,11月完成工艺测试验收并全面向用户开放。”中科院上海高等研究院研究员、中国工程院院士赵振堂说。

助力创新的“加速度”,为最前沿的研究研制最先进的平台,他们靠着使命和担当打造一个个国之重器。

奋进新征程,建功新时代。与时俱进、革故鼎新、坚忍不拔的中科院人,身为“国家队”“国家人”,心系“国家事”,肩扛“国家责”,正在为我国加快实现高水平科技自立自强、全面建设社会主义现代化国家作出新的更大贡献。

《中国科学报》 (2022-01-20 第1版 要闻)
 
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