【文/观察者网 熊超然】11月11日,我国超重力领域基础科学研究的“国家重要武器”取得重要进展,杭州超重力领域项目初步完成。按照计划,今年将进入第一阶段试运营。
香港《南华早报》11月17日指出,杭州超重力场项目超重力离心机模拟与实验设施(CHIEF)一旦全面投入使用,将提供一个拥有世界最大、最先进的多用途设施。超重力离心机。一个学科科学平台,有助于解决多个领域的复杂工程问题。这样,就可以在实验室模拟“压缩”时空的效果,真正实现“一眼见千年”或“一步千里”。
例如,这种超重力机器可以产生比地球表面重力大数千倍的力。这将提高科学家对山体上升或水坝崩塌等灾难事件的理解,还可以模拟深海天然气水合物的不同影响。开采方法使这种储量丰富、分布广泛、清洁燃烧的能源更接近实际应用。
此前,世界上产能最大的是美国陆军工程兵团的1200g·t离心机。主持该项目的中科院院士陈云民在开工之初就表示,我国正在建造一台容量为1900g·t的重型超高容量离心机。 1500g·t重力离心机和高速超重力离心机 该机不仅将超重力离心机容量从国内400g·t、国际最大1200g·t提高到1900g·t,还将打造一个多学科开放共享、应用范围最广的超重力实验平台,从而使我国超重力研究及相关领域实现了从跟随、并跑到引领的跨越。
2024年11月7日,在浙江杭州,超重力实验大楼已进入工程收尾阶段。视觉中国
公开信息显示,超重力离心模拟及实验装置项目总投资超过20亿元。是“十三五”期间(2016年至2020年)优先建设的10个国家重大科技基础设施项目之一。首个国家重大科技基础设施项目在浙江省建设。该项目于2018年获得国家发改委批准,并在浙江大学科学家的指导下于2020年开工建设。
这套超重力实验设备也是目前世界上容量最大的超重力离心机模拟实验装置,包括模型机、重型机、高速机等三台大型超重力离心机以及18台机载设备。其中,核心装置离心机就像一个巨人,用两只手臂托着两个大吊篮,快速旋转。旋转产生的超重力场会对吊篮内的物体产生时空压缩效应。通过这个装置,科研人员可以在极短的时间内模拟山体和地貌的变化。
目前,第一台超重力离心机主机已安装完毕,其余两台超重力离心机主机和10台机载设备的加工制造也已开始。按照计划,今年将完成1300g·t样板机、100g·t验证机和数据中心验收,进入第一阶段试运行。
六座超重力测试舱“各显神通”资料图
科学界把地球上的重力称为恒重力,用1g(重力加速度)表示。任何大于 1g 的物体都称为超重力。例如,当宇航员乘坐宇宙飞船返回地球时,他们会经历4g的超重力,相当于他们体重的四倍。 g·t 不是标准测量单位。它是由重力加速度单位g和质量单位t(吨)组成的非标准单位。
《南华早报》指出,超重力离心机被视为一种“革命性的研究工具”,可以创造日常生活中不存在的极端物理条件。
中国科学院院士、浙江大学建筑工程学院陈云民是该项目的首席科学家,也是这一大型科学装置项目的“幕后策划者”。在2019年浙江大学详细介绍该项目提案和设计的文章中,他表示此类设施可以“压缩”时间和空间,从而能够研究许多复杂的物理问题并服务于广泛的工程目的。
陈云民还介绍,在研究岩土和地球深层物质时空演化、加速物质相分离时,超重力离心机模拟和实验装置可以提供不可或缺的实验手段。如果将土壤污染物迁移实验装置安装在超重力离心机上,我们就可以看到污染物在地下大规模、长期的迁移。真可谓“山中一日,人间一千年”。
2019年6月14日,杭州,中国科学院院士、浙江大学建筑工程学院教授陈云民介绍超重力研究项目。视觉中国
确实,超重力离心机模拟与实验装置是一个大型设备,可以构建从瞬态到万年时间尺度、从原子级到千米空间尺度、从常温到常温的多相介质运动实验环境。压力达到高温和高压。 。
有了它,你可以在实验室中模拟时间和空间的压缩,使得研究许多困难的课题成为可能。未来,该装置设计的6个超重力实验舱将在边坡与高坝、岩土地震工程、深海工程、深地工程与环境、地质过程、材料制备等6个领域开展科学研究。
例如,在深海工程中,这样的科学探索可能会让天然气水合物(可燃冰)离实际应用更近一步。它是在海底和永久冻土层下发现的冷冻化石燃料。它由水和气体(通常是甲烷)组成。它被认为是一种丰富的能源。分布广泛,燃烧干净。这是未来最有希望的替代方案。能源之一。
参与该项目的科学家表示,超重力实验将能够重现采矿过程并模拟深海不同的采矿方法,为最佳采矿方案提供重要的科学和实验支持,并最大限度地减少未来可能发生的事故。