9 月 29 日消息,據記者報導,今日,位於浙江杭州的國家重大科技基礎設施 —— 超重力離心模擬與實驗裝置啟動了首臺離心機主機。這一設施將為科研提供超過地球重力千百倍的“超重力場”,實現“時空壓縮”效應,為眾多研究領域提供關鍵支撐。
超重力離心模擬與實驗裝置由浙江大學牽頭建設,包含三臺離心機主機以及六座實驗艙的 18 臺機載裝置。本次啟動的首臺離心機“CHIEF1300”容量為 1300g・t(重力加速度・噸),是目前世界上容量最大的離心機。此外,容量為 1500g・t 和 1900g・t 的兩臺離心機“CHIEF1500”和“CHIEF1900”也在緊鑼密鼓地安裝建設中。
據記者瞭解,超重力場是指超過地球重力場加速度(約為 9.8 米 / 平方秒)的重力場。超重力離心模擬與實驗裝置的離心機主機可產生最大達到常重力 1500 倍的超重力場。在超重力場中,科研人員能夠在實驗室中以很小的尺寸、極短的時間再現真實世界中的重大災難、地質演化和極端環境。例如,在 100 倍常重力的實驗中,100 米的真實物體可以“縮尺”至 1 米,100 年的污染物遷移過程可以“縮時”至 3.65 天。這種“時空壓縮”效應將為國家重大科技任務開展、重大工程新技術研發和驗證、物質科學前沿發展等方面提供關鍵支撐。
“CHIEF1300”的主機室是一間占地約 230 平方米的圓形地下室,位於中央的離心機像是一個能夠高速“自轉”的巨型“天平”。工作時,半徑長約 6.4 米的轉臂帶動實驗裝置高速旋轉,速度越快,離心力越大,當離心加速度超過地球常重力,就形成超重力場。目前,該離心機的超重力場已調試運轉至驗收指標,可實現常重力的 10 倍到 300 倍。為了提供豐富且穩定的超重力環境,支持不同學科的需求,該裝置採取了深基坑、低氣壓機室、液冷壁技術等一系列方案,保障主機的高質量運行。
超重力離心模擬與實驗裝置是將超重力場與極端環境疊加一體的大型複雜科學實驗設施,18 臺機載裝置覆蓋深海深地資源開發、防災減災、廢棄物地下處置、新材料製備等多個領域。在一系列預研實驗中,研究人員已取得諸多成果:在深海高壓溫控實驗裝置中,複現 2000 米深海的水壓,試驗深海海床中可燃冰開採的安全性;在超重力振動臺中,模擬強震的地質危害,驗證水電站壩基的抗強震設計;在造波、造嘯及重力流實驗裝置中,推演 4 米高浪、20 米海嘯與海床的互相作用,為海上風電場選址提供參考;在超重力定向熔鑄爐中,製備高鐵接觸網導線材料,具有缺陷少、強度高、延伸率大等性能。
超重力離心模擬與實驗裝置首席科學家、中國科學院院士、浙江大學教授陳雲敏表示,超重力的世界非常精彩,該裝置將致力於構建開放共用的國際前沿科研平臺,期待與全球頂尖科研力量與團隊開展合作,為全球科學研究的持續進步與創新發展注入動力。
來源:中國IT之家