走进中科院
－－走近大科学装置
（雁栖世界 2009年第39期 第6版）
作为北京与中科院合作项目的主要承载地，自2007年起，雁栖开发区开始了与中科院的密切接触，这年也成为雁栖开发区战略转型的起始年。而后中科院力学所、自动化所、电子学所、国家网络中心、中科合成油技术有限公司等项目相继落户雁栖开发区。人们评价中科院项目的落户不仅仅是引进了一个大项目，而是引进了一个巨大的资源，是怀柔未来的核心竞争力，也是推动怀柔经济社会整体跨越式发展的一个巨大的引擎和发力点。
然而，作为我国一个重要的科研院所，人们似乎还不能理解中科院这样一个纯学术研究的机构究竟能给一个区域带来多大的经济效益，究竟会对这片土地的未来产生多大的影响。因为“大科学装置”“钱学森国家实验室”以及中科院的各研究院，这些名字对人们来说太抽象了，遥不可及。
为了更为清晰的理解雁栖开发区的招商理念，解读它的发展思路，从这期开始，本报将带领读者推开中科院下属院所的神秘之门，探索这些国家顶级科研院所蕴含的巨大能量。
2009年3月27日，中科院基础科学局局长李定为您解读“大科学装置建设与北京综合研局究中心构想”。
李定局长简介：
中科院基础科学局李定局长是理学博士，中科院基础等离子体物理重点实验室主任，中国科学技术大学教授，博士生导师，国家磁约束聚变委员会委员，中国物理学会等离子体物理分会主任，国际纯粹与应用物理联盟等离子体专业委员会委员。曾任中国科学技术大学副校长，一直从事离位等离子体物理与磁约束聚变研究，并参与过托卡马克实验室的管理，合肥同步辐射装置的管理。
何谓大科学装置？
李定：党中央、国务院历来高度重视国家重大科技基础设施的建设。“九五”以来，国家发改委先后安排投资近百亿元，启动了几十项国家大科学工程建设。对落实科教兴国战略、加快科技进步、解决经济建设中的重大技术瓶颈问题、促进社会进步和保障国家安全做出了重要贡献。
简单地说，大科学装置是人类眼、耳、手等感知觉能力的延伸，是对诸如距离更远、信号更弱、时间更短、能量更高、温度更低、压力更强、规模更大等观测能力极限的突破，是现代前沿科学研究必不可少的条件。
大科学装置通过较大规模投入和工程建设来完成，建成后通过长期稳定的运行和持续的科学技术活动，以实现重要科学技术目标的大型设施。
按照不同的应用目的，可把大科学装置分为三类：公共实验平台：为多学科领域的基础研究、应用基础研究和应用研究服务，具有强大支持能力的大型公共实验装置如：同步辐射装置、自由电子激光、散裂中子源等。
专用研究装置：为特定学科领域的重大科学技术目标建设的研究装置。如：正负电子对撞机、大型重离子加速器、大型空间观测装置、受控热核聚变实验装置等。
公益基础设施：为国家经济建设、国家安全和社会发展提供基础数据的重大基础科学技术设施。如：遥感卫星地面站、授时中心等。
大科学装置产生的高科技辐射有哪些具体的例子吗？
李定：大科学装置由于其科学目标的前瞻性和先进性，使得其性能指标极具挑战性，大都需要比现有技术更先进的手段（如新原理、新材料、新工艺等）才能实现，因此具有极强的研究性质。而由此产生的新的先进技术，包括基于大科学装置的前沿研究所获得的新知识新规律，则可转化为下一代或新的产品，是社会进步的重要技术源泉。
据测算，1970年前后美国“阿波罗”登月计划的投入产出比为1:4~5美元，其原因就在于此。
谈到其高科技产生的辐射，比如我们最熟悉的互联网就是一个。小到衣食住行、知识获取，大到战争模式、政治格局（现在政治人物发表言论须考虑网民的反应），互联网的出现给我们每一个人带来了全方位的革命性影响。但你们知道吗，互联网的出现最初是为了满足科学研究的需要。高能物理研究需要分析海量的实验数据，需要实现大装置与实验室间的数据传输和信息共享。为适应科研需要, 欧洲核子研究中心于上世纪80年代末发展了WWW技术。中科院高能所在建设BEPC和继后开展高能物理实验的国际合作中引进了WWW技术，在我国率先实现了计算机国际联网并向全国推广，是我国网络技术的发祥地。
再比如核物理研究用的重离子束，在与生物组织相互作用时，由于存在布拉格峰的效应，应用于癌症治疗时与X射线、伽玛刀等手段相比有显著优点。中科院近代物理所与医院合作，进行重离子束浅层治癌的临床试验，截至2009年3月已治疗103例患者，疗效十分显著。
工业CT即工业用计算机断层成像技术，能以2D断层或3D立体图像的形式，无损地展示被检测物内部结构、组成、材质及缺损状况，广泛应用于汽车、材料、航天、航空、军工、国防等产业领域。中科院高能物理所凭借在加速器、大科学工程以及电子学等多学科上的深厚积累，已研制成功高精度工业CT系列样机，性能指标据专家组测试“达到国际先进水平”，同时自主研制和发展了CT图像重建算法、图象伪影校正技术等一系列创新技术，大大拓展了应用领域。
我国大气污染的主要原因是局部地区大量燃煤设施排放SO2所致。控制燃煤电厂及其它工业企业的SO2排放已成为控制我国大气SO2污染和酸雨危害的关键。电子束辐照技术是目前唯一能同时脱除SO2和NOx的烟气净化技术，一次性投资低，适用范围广，无二次污染，并能实现硫氮资源的综合利用和自然生态循环，是一种资源化的污染治理技术，具有良好的技术经济性和市场前景。中科院上海应用物理所研制成功了烟气净化用超大功率电子加速器示范应用和产业化前的系列样机，实现了多项关键设备和工艺突破；建立了碱性氧化物超细粉末节能脱硝技术新工艺，并获发明专利。
中科院有哪些大科学装置？
李定：中科院目前建好的有8个大科学装置，分别是：北京正负电子对撞机；兰州重离子加速器、冷却储存环；合肥同步辐射光源 (I、II期)；超导托卡马克核聚变实验装置 (HT-7、EAST)；遥感飞机；中国遥感卫星地面站；长短波授时系统；神光系列高功率激光装置。
我挑选几个代表来简单介绍一下。比如遥感飞机大科学装置是我们1985－1986年购买、改造，投资0.2443亿元完成的。目前已实现20年安全运行，是国家航空遥感的重要平台，是面对突发事件的重要应急反应平台。在2008年汶川地震后，对灾区开展遥感监测和灾情评估，为抗震救灾工作提供咨询和决策依据，对国家及时抗震救灾发挥了重要作用。
中国遥感卫星地面站1986年建设完成，历时4年投资0.418亿元。目前这个遥感卫星地面站可接收16颗卫星的数据，处理14颗卫星的数据，是国际上接收、处理、分发卫星数据最多的4个地面站之一，在国际地面站网中处于领先地位。在南水北调、西气东输等国家重大工程决策，国土资源和生态环境调查、农作物估产、灾害监测等方面具有不可替代的作用。
长短波授时系统投资0.8388亿元，在1983年建设完成，是我国时间基准的重要装置，为卫星、导弹发射提供授时保障。其准确度优于10-12，约3万年误差小于1秒。是世界10大授时、守时中心之一。
近几年中科院建成的或正在建设的大科学装置有哪些？
李定：北京正负电子对撞机二期工程于2008年底完成验收，投资6.4亿元，改造后的北京同步光源(BSRF)将有13条光束线、16个实验站。
2008年验收的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜是我国自主创新设计、极具挑战性的大型光学望远镜，在多项技术上具有世界先进水平，有望获得世界瞩目的科学成就。
投资12亿元的上海光源计划2009年验收，建成后能量居世界第四，性能居同能区第三代同步辐射光源的前列，其科学寿命大于30年。
已于2005年5月开工，投资1.21亿元建设的武汉生物安全实验室（P4）属于生物安全性等级最高的实验室，是我国新生传染病研究基地和传染病疫苗研发平台，将促进国家健康安全体系的建设。
除此之外还有东半球空间环境地基综合监测子午链（子午工程）、陆地观测卫星数据全国接收站网、强磁场实验装置、500米口径球面射电望远镜、中国西南野生种质资源库等。