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国家重大科技基础设施超重力离心模拟与实验装置正式启动

项目建设研讨会同日举行

发布时间:2019-11-18来源:浙大新闻办作者:吴雅兰 柯溢能 卢绍庆603


1118日,国家重大科技基础设施超重力离心模拟与实验装置(CHIEF)建设研讨会与启动仪式在杭州举行。

在上午举行的启动仪式上,浙江省副省长高兴夫讲话,浙江大学党委书记任少波出席,浙江大学校长吴朝晖院士致辞,教育部科学技术司副司长檀勤良、国家发改委创新能力处副处长刘增辉分别致辞,项目首席科学家、浙江大学建筑工程学院陈云敏院士介绍有关情况,浙江大学副校长严建华主持。项目用户单位和参建单位代表分别发言。与会领导嘉宾通过启动装置宣布项目开工。

高兴夫就浙江省第一个国家重大科技基础设施超重力离心模拟与实验装置启动建设,向有关各方表示衷心感谢。他指出,支持和推进国家重大科技基础设施建设是浙江省义不容辞的责任,也是我省建设好创新强省的内在需要。CHIEF建设标准高、建设工期紧、施工难度大,希望浙江大学抓住建设关键期科学组织,精心施工,确保安全,确保质量。省、市、区相关部门要在服务保障、人才引进等方面给予重点支持,确保国家重大科技基础设施建设顺利推进。期待建成后的CHIEF作为国之重器,成为世界级标杆大科学设施,为国家和浙江省的科技进步和产业发展提供源头性战略支撑。

吴朝晖表示,超重力离心模拟与实验装置的启动,是万众期待的历史时刻,是众志成城的合作结果。浙江大学高度重视该项目,历经十多年的接力探索,克服了从预研、立项到批复、开工等各种困难。展望未来,要前瞻引领,抢抓全球超重力发展竞争的战略主动;要战略支撑,加快解决我国的“卡脖子”科技难题;要开放合作,打造新型的政产学研用合作高地。希望大家继续同心携手,力争早日完工、再立新功,为建成创新型国家、实现中华民族伟大复兴的中国梦作出新的更大贡献。

在当天下午举行的建设研讨会上,项目总指挥严建华宣布CHIEF科技委员会成立并向有关专家颁发聘书。首席科学家陈云敏院士、中国水利水电科学研究院陈祖煜院士、深圳大学谢和平院士、浙江大学张泽院士作了专题报告,国家自然科学基金委杨卫院士主持报告会。15位两院院士和100余位行业专家和学者参加会议,旨在通过学术交流,促进相关学科融合,为进一步推进项目高质量建设、高效运行、开放共享提供科学和技术支撑。

超重力离心模拟与实验装置,是《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》确定的十个优先建设项目之一。国家重大科技基础设施,是指为提升探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的能力,长期为高水平研究提供服务,具有较大的国际影响力的国家公共设施。CHIEF落户杭州未来科技城,用地面积89亩,总建筑面积34560平方米,国家发改委核定的概算总投资为21.008亿元,建设周期5年。项目已于11月1日取得建筑工程施工许可证。

省政府副秘书长董贵波、浙江大学副校长王立忠,浙江省、杭州市、余杭区以及浙江大学相关职能部门负责人参加了上述有关活动。


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超重力离心模拟与实验装置利用离心机产生的离心力模拟超重力,利用离心机上的机载实验装置,实现超重力下物质运动试验。地球表面的任何物体都会受到地球重力的作用,人能够站立在地面上,物体会下落,都是重力的原因。科学家们把地球上的重力叫做常重力,用1g(重力加速度)来表示,大于1个g的就叫超重力。比如航天员乘坐飞船返回地球时,会受到4个g的超重力,相当于承受了4个自己的重量。营造超重力环境,能够提升人类观测常重力大时空尺度多相介质运动过程能力,并且提供加速多相介质相间分离的极端物理条件。首先,超重力具有“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,将它放在100个g的超重力作用下,这时,1层楼对地基的影响效果,就相当于常重力下100层楼对地基影响的效果。这就是缩尺作用。其次超重力场中还存在“缩时”效应,比如在超重力离心机上搭载土体污染物迁移实验装置,就可以模拟污染物在地下大尺度、长历时的运移。如果在现实中研究污染物的迁移,需要花费几千年,但在超重力场中模拟实验,可能只需要一天的时间。

正是因为功能强大,超重力离心机被誉为“革命性工具”。目前世界上容量最大的是美国陆军工程师兵团1200g·t(重力加速度×吨)离心机。“超重力项目”将建设世界上容量最大的两台离心机:容量1900g·t的重载超重力离心机和容量1500g·t的高速超重力离心机;六座实验舱:边坡与高坝实验舱、岩土地震工程实验舱、深海工程实验舱、深地工程与环境实验舱、地质过程实验舱和材料制备实验舱;18台机载装置,其中6台世界首创,12台指标国际领先。该设施将为人类全过程观测超重力环境下岩土体、地球深部物质、合金熔体等多相介质的物质运动提供研究平台;为揭示岩土体大时空演变与成灾、地质过程演变与成岩成矿、合金熔体超重力凝固的机制,为重大基础设施建设、深地深海资源开发、高性能材料研发等提供基础条件支撑。项目建成后将成为全球容量最大、应用范围最广的超重力多学科开放共享实验平台,从而使我国在相关领域的研究实现从跟跑、并跑到领跑的跨越。

“超重力项目”由浙江大学作为法人单位承担建设。以陈云敏院士为首的科学团队,前后经过了13年的科学研究和技术积累:2006年,浙江大学建成ZJU400(400g·t)超重力离心机,并参加了美国国家自然科学基金委组织的场地液化离心机振动台国际平行试验,被主办方评价为“最接近目标试验结果”,所提出的地震液化判别准则得到全球50年来历次大地震422个调查场地的验证,被国际上称为“周-陈模型”;为进一步发掘“超重力”魔力,增加超重力的科学应用,2011年陈云敏团队又提出了建设全球最大“超重力”装置的设想,并于2013年被列入《国家重大科技基础设施建设中长期规划》;2016年,被列入《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》十个优先项目。

经过多年潜心预研,陈云敏团队已初步解决了48项关键技术。同时,利用小试和中试装置取得了一些阶段性的科学成果:首创“高速铁路列车运行动力效应试验系统”;首次开展了青藏高原新生代构造变形超重力试验,重现了印度板块挤压导致青藏高原隆升的过程;研制了国内首台超重力造波实验装置,重现了近海结构物在风浪作用下灾变过程。项目预研过程中,陈云敏团队申请的国家自然科学基金基础科学中心项目“多相介质超重力相演变”刚获得了批准,为项目的全面启动和开工建设提供了保障。

(文 柯溢能 吴雅兰/摄影 卢绍庆)