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大科學裝置是指通過較大規模投入和工程建設來完成，建成后通過長期的穩定運行和持續的科學技術活動，實現重要科學技術目標的大型設施。今年是“十四五”規劃的收官之年，也是“十五五”規劃編制之年。一批建成運行的大科學裝置正源源不斷產出新的科技成果，而新的大科學裝置也在醞釀之中。
正值全國兩會期間，多位全國人大代表在接受媒體采訪時，帶來了大科學裝置領域的最新消息，也提出了他們對國家大科學裝置發展的建議。
“中國天眼”運行升級兩不誤，帶動當地經濟收入超15億元
中國天眼是全球最大且最靈敏的射電望遠鏡，具有深入探索宇宙奧秘、尋找新的天體和現象、搜尋外星智慧生命以及推動天體物理學和宇宙學研究等重大意義和作用。2020年1月，“中國天眼”進入常規運行階段。“十四五”期間，“中國天眼”連續4年在中國科學院國家重大科技基礎設施運行年會中被評為年度優秀設施第一名。
全國人大代表、“中國天眼”總工程師姜鵬介紹，目前，“中國天眼”發現的新脈沖星數量超過1000顆，超過全世界其他望遠鏡發現的脈沖星總數。“中國天眼”相關科研成果入選《自然》和《科學》評選的2020年度十大科學發現和十大科學突破，并有4項成果入選美國天文學會亮點研究成果。
在取得亮眼科研成果的同時，“中國天眼”建設運行團隊也突破了諸多技術瓶頸。
一方面，科研團隊突破了空間目標探測和深空通信等技術，實現我國在該領域探測能力的數量級提升；另一方面，解決了一些關鍵核心技術國產化問題，例如，接收機、饋源艙鋼絲繩等以往薄弱的技術環節正逐步實現全部國產化。此外，團隊正在攻克“中國天眼”核心陣建設設計方面的許多關鍵技術難題，如綜合孔徑數據處理技術、時間同步技術等。
除“中國天眼”本身的運行、升級外，它對當地經濟發展的推動作用也十分顯著。據“中國天眼”總工程師姜鵬介紹，去年，前往“中國天眼”參觀的游客量接近130萬人次，直接帶動經濟收入估計超過15億元。
“子午工程”服務重大航天活動60余次，二期已完成建設
“子午工程”是用來監測和預報空間天氣事件的國之重器，全稱為“空間環境地基綜合監測網”。在進行航天任務時，航天、通信、導航等高技術系統會受到空間環境的影響。太陽耀斑、日冕物質拋射事件、太陽質子事件、磁暴、電離層暴、極光活動等空間天氣事件，就如同刮大風、下暴雨一般，影響高技術系統的運行，并可能造成巨大的社會經濟損失。
2012年，“子午工程”一期建成，實現了我國地基空間環境監測“從無到有”的跨越式發展。2019年，二期工程啟動建設，在一期15個觀測臺站的基礎上，新增16個觀測臺站，空間環境監測能力顯著增強，首次實現了對日地空間環境全圈層、多要素綜合的立體式探測。
全國人大代表、“子午工程”二期工程總指揮王赤院士表示，通過實施“子午工程”，我國空間天氣監測和預報數據自主率大幅提高，從源頭夯實了我國空間環境自主保障的基礎。
與此同時，中國科學家以“子午工程”為基礎，率先提出并主導國際子午圈大科學計劃，目標是建立陸地最完整的東經120°至西經60°子午圈監測鏈，實現對日地空間環境全緯度、全天候、日不落的立體觀測，突破對地球空間天氣物理全球變化過程和多圈層跨尺度相互作用的認知，提供空間天氣大模型和高精度預報產品，為應對空間天氣災害、和平利用空間提供科學依據。
江門中微子實驗、高能同步輻射光源即將迎來重要節點
“江門中微子實驗正在進行工程建設的最后一步——液體灌注。目前，超純水已經灌滿中心探測器有機玻璃球內外空間，我們正在把有機玻璃球里的超純水置換為液體閃爍體。”全國人大代表、江門中微子實驗首席科學家王貽芳院士介紹。
江門中微子實驗是一個以測量中微子質量順序為首要科學目標的大科學裝置，位于地下700米深處，其中心探測器是一個有效質量兩萬噸的液體閃爍體探測器。探測器的主支撐結構是直徑41.1米的不銹鋼網殼，其上承載著直徑35.4米的有機玻璃球、20000噸液體閃爍體、20000只20英寸光電倍增管、25000只3英寸光電倍增管等諸多探測器部件。
王貽芳介紹，在完成工程建設最后一步的同時，江門中微子實驗的調試工作便已開始。調試數據顯示，探測器用到的核心器件——可以將光信號轉變為電信號的45000只光電倍增管工作正常；液體注入后，有機玻璃球及鋼結構的受力狀況發生了改變。監控顯示，受力狀況的改變符合設計預期。
“我們預計今年8月完成液體閃爍體的灌裝，并開始取數。”王貽芳說。
江門中微子實驗建成后，將成為國際中微子研究中心之一，與正在建設的日本頂級神岡中微子實驗(Hyper-K)和美國深部地下中微子實驗(DUNE)形成鼎足之勢。
同時，王貽芳還介紹，位于北京懷柔的高能同步輻射光源也基本完成建設任務。
高能同步輻射光源是世界上最亮的第四代同步輻射光源，建成后將與美國先進光子源、歐洲同步輻射裝置、日本SPring-8和德國的PETRA-Ⅲ一起，構成世界五大高能同步輻射光源。
“目前，關鍵設備都已經安裝完成，正在做最后的調試。”王貽芳介紹，高能同步輻射光源的建設帶動了高精度磁鐵、真空及鍍膜、超導腔、數字束測系統等一批關鍵核心技術的發展。
工欲善其事，必先利其器。對于我國來說，建設大科學裝置是未來科學發展的必然趨勢，也是實現高水平科技自立自強的重要手段。未來，隨著一系列大科學裝置的建成運行，將為國家經濟建設、國防建設和社會發展做出戰略性、基礎性和前瞻性的貢獻。
素材來源：中國科學報
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