浙大日前宣布，学校牵头建设的国家重大科技基础设施--超重力离心模拟与实验装置项目可行性研究报告获国家发展和改革委员会批复，项目已经进入初步设计阶段，预计开工后五年内完成。

前几天，项目主要负责专家浙大陈云敏、张泽、杨树锋3位院士与团队成员一起，与杭城15家媒体见面，介绍这个重大项目。

投资20亿占地9个足球场大

这个项目，英文名叫Centrifugal Hypergravity and Interdisciplinary Experiment Facility。

团队用每个单词首字母为它取了个名，叫CHIEF，正好是英文单词首领的意思。这表达了项目团队的美好愿望，这个项目要成为超重力离心模拟与实验装置方面的翘楚，引领全球科学家深耕重大基础设施建设、深地深海资源开发与高性能材料研发。

CHIEF就建在杭州市余杭区未来科技城，建筑面积34560平方米，大约相当于9个足球场。

现场专家介绍，CHIEF项目主要包含建设超重力离心机主机、超重力实验舱、超重力试验保障系统及配套土建工程。

“今后实验都在超重力实验舱内做，包括边坡与高坝、岩土地震工程、深海工程、深地工程与环境、地质过程、材料制备6个超重力实验舱，具体建设极端气候与环境模拟装置、超重力单向振动台、高压高温实验装置、高通量制备熔铸炉等18台机载装置，可以模拟各种极端气候、深海与深地环境。”

CHIEF是“十三五”时期优先建设的10项国家重大科技基础设施项目之一，也是在浙江建设的首个国家重大科技基础设施项目。

陈云敏院士说，国家重大科技基础设施是探索人类世界和自然规律的“国之重器”，像北京的正负电子对撞机，还有贵州的射电望远镜，都属于重大科技基础设施项目。

超重力实验室可以“山中方一日，世上已千年”

超重力实验舱，听起来很科幻，到底是怎么样的呢？

陈云敏院士，为现场记者做了科普——

地球表面任何物体都受到地球重力的作用，即受到地球的引力和地球自转引起的惯性离心力的合力的作用。从被牛顿关注的那个苹果落地开始，人类对重力的研究就没有停止过。科学家们把地球上重力场叫常重力场，1g≈9.8m/s2，大于1个g的叫作超重力。

超重力是怎样一种体验呢？神舟十一号航天员陈冬这样描述：“飞船上升时，重力加速度在5.5个g，返回时在4个g左右，而我们训练时要达到8个g。像我70公斤，就是8个70公斤压在我身上，要能顶得住。普通成年人能承受4个g已经很不错了，如果是8个g，会压得胸痛，无法呼吸。”

显然，在超重力环境下，会发生我们平常看不到的神奇效应。首先，超重力增大了物质的体积力，能产生缩尺作用。举个例子，想知道100层楼高的房子对地基的影响，那么我们只需要造1层楼高的模型，在100个g的超重力作用下，就能模拟100层楼的效果。

其次，超重力场加速了不同物质之间的相对运动的驱动力，从而产生缩时作用。比如地壳中的铁等金属物质会随着时间慢慢分离沉淀，会往地壳深处集中，而超重力能加速这个过程……

简单理解的话，在超重力环境下，有时空压缩、能量强化和加速分离三种基本的科学效应，能让科学家在短时间内，观察到复杂的原本耗时很长的物理运动。

超重力环境主要依靠离心机实现，目前世界上离心机最大容量为1200g·t（重力加速度×吨）。这可以简单理解为，是日常重力的1200倍。对于这样一个装置，你或许可以从童年记忆中找到意象，那就是旋转飞机，一种绕垂直轴中心旋转的飞机类游乐设备。当旋转速度超过一定值就产生了离心力，反映到人身上就是呼吸困难等。

建设中的CHIEF，将超重力离心机能力从国内400g·t级、国际最大1200g·t突破至1900g·t，将成为全球最大量级的离心机。具备单次实验再现岩土体千米尺度演变与灾变、污染物万年历时迁移及获取千种材料成分的实验能力。短时间内模拟青藏高原地质条件形成过程，模拟污染物在土体中经过一万年后的迁移过程，真正实现“山中一日，世上千年”的效果，让科学家在短时间内能完成耗费很长时间才能完成的实验。

超重力实验室

与我们生活密切相关

CHIEF建成之后，科学家就能在里面开展各类实验了，科学家们说，CHIEF能做的事情，真的好多。很多事情，其实跟我们都有直接或者间接相关。

CHIEF可以验证重大工程服役性能。中国正在建设越来越多的水电站、核电站，很多重大工程在全世界都没有先例。有了超重力实验舱，科学家们可以验证这些工程的地基、大坝等关键部位经过多年后的变化，为设计和建设提供依据。

我国滑坡灾害频发，地震最活跃，运用CHIEF，也可以验证重大工程能不能经受住这些灾害的考验，为灾害预警。

地球内部物质的运移和演变是人类的科学难题之一，CHIEF可以模拟地壳演变过程，加深人类对地球内部的认识。

新材料是中国高端制造业基础，高通量材料制备技术是当今研究的重点。利用CHIEF，科学家们能够制备不同微区成分、相结构和组织的大尺寸块体高通量样品，从而发现高性能材料。

深海天然气水合物资源被认为是一种储量巨大、21世纪最有潜力的替代能源。但是深海高压环境和复杂海床条件使得深海天然气水合物开采极为困难。CHIEF可以模拟深海环境，为深海物质开采等提供科学依据。

同样，地底深处，有很多自然资源，人类还要把放射性废物埋在深地。CHIEF同样也能为这些领域提供科学和实验依据。

陈云敏说，CHIEF建成后，将成为超重力研究领域的领头羊，为全世界科学家的超重力研究提供实验支持，产生巨大的科学和经济效益。

杭州新闻2019年1月18日