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重大科技进展:中微子获奖及神光3建设

2015-11-10 09:34
野明月
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  昨晚,由俄罗斯富翁Yuri Milner领衔资助的“科学突破奖”(BREAKTHROUGH PRIZES)揭晓2016年获奖名单,此次颁发的 奖项有生命科学突破奖、基础物理学突破奖、数学突破奖、物理学新视野奖、数学新视野奖以及青年挑战突破奖。其中由王贻芳领导的大亚湾反应堆中微子实验荣获基础物理学突破奖,这也是中国科学家首次获得该奖项。另有两名华人科学家傅亮、祁晓亮获得“物理学新视野奖”。

  随着我国在高科技领域持续投入,近年来在一些前沿领域已经取得了持续突破:

  重大突破:大亚湾中微子实验

  据中山大学教授李淼早前撰文介绍说,位于中国的大亚湾中微子实验成立于2006年,主要由中国人组成,是一个国际合作实验,包括38个单位,292人。其中,主要力量来自中国科学院高能物理研究所,共有80人。其次就是位于长岛的布鲁克海文国立实验室,共有23人。除了中国内地和美国,还有来自香港和台湾地区的合作者。中方领军人物是现任高能物理研究所所长王贻芳。大亚湾实验的优势在于除了核电站外,那里的地形适合屏蔽其他粒子。

  大亚湾中微子实验国际合作组发言人、中方首席科学家、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳研究员在2012年3月8日下午在北京宣布:大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡,并测量到其振荡几率。

  中科院高能所原所长陈和生院士认为,大亚湾实验发现的新中微子振荡,是目前世界上最好、最精确的中微子振荡测量结果,它为未来中微子研究指明了方向。

  2012年美国《科学》杂志评出十大科技进展 , 大亚湾中微子合作项目位列其中。

  人造太阳:中国神光3主机基本建成

  聚变能源,作为人类梦寐以求的终极能源,也被誉为“人造太阳”,一旦实现商业发电,将从根本上解决人类能源问题。从美国国家点火装置到国际热核聚变实验堆(ITER)计划,无不是为这一终极目标而探索。

  为在这场漫长曲折的终极能源探索中,升起来自东方的“中国太阳”,我国唯一的核武器研制与生产单位中国工程物理研究院,正是其中一支隐秘而伟大的先锋力量:从1967年成功研制出我国第一颗氢弹,用惯性约束聚变的方式实现核聚变反应至今,该院通过军民融合的全国大协作,不断打破国外技术封锁,不断冲击世界先进,逐步建立相对完整、独立自主的惯性约束聚变研究体系,建成神光-Ⅲ、聚龙一号等多套大型科学实验装置。

  聚变反应,基本原理是通过使氢的同位素结合,产生氦和中子释放巨大能量。目前全球科学家们聚焦研究、可能实现可控核聚变的途径主要有两种,即磁约束聚变和惯性约束聚变。前者是通过强磁场较长时间约束高温稀薄等离子体使之发生聚变反应,例如ITER计划。后者原理类似氢弹,是利用多种高能量驱动方式形成高温高压环境,使氘氚靶丸实现热核聚变点火和燃烧,从而释放出更为巨大的能量。由于它可控、清洁、高效和资源充足,就像是装在“瓶中的太阳”。

  从上世纪60年代起,惯性约束聚变研究作为我国科学家与国际同步提出、同步研究的终极能源道路,于诞生之初便是我国军民融合研究的典范。其理论雏形,最早来源于“利用爱因斯坦的受激辐射原理,将激光放大后照射氘氚产生中子的实验建议”。这是由我国著名科学家、曾任中物院副院长的王淦昌先生在上世纪60年代,与国外科学家同期独立提出的。随后,为我国氢弹理论突破作出重要贡献的于敏先生明确了惯性约束聚变的实现路径。

  上世纪80年代,中国工程物理研究院与中科院通过科研合作,共同组建了惯性约束聚变研究团队,并成立了国内第一个惯性约束聚变专业实验室,开展理论、实验、诊断、制靶、驱动器“五位一体”实验。1985年该项研究迎来重大成果,我国首台实现两路光源、千焦耳级出光,并可用于激光约束聚变科研的大功率激光器在中物院诞生,张爱萍将军曾亲自为它命名为“神光”。这就是目前我国神光-Ⅰ、神光-Ⅱ、神光-Ⅲ系列名称的来源。

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