点火装置

激光控制室 效果图 光学组件　　世界上最大的激光聚变装置29日在美国加利福尼亚州北部的利弗莫尔劳伦斯国家实验所举行落成典礼。这一装置能产生类似恒星内核的温度和压力，并使美国在无需核试验的情况下保持核威慑力。　　打造12年 耗资35亿　　据利弗莫尔劳伦斯国家实验所发表的新闻公报，这个激光聚变装置名为“国家点火装置(NIF)”，被安置在一幢占地约3个橄榄球场地的10层楼内，它由美国能源部下属国家核安全管理局投资，从1997年开始建设，总共耗资约35亿美元。　　公报说，国家点火装置可以把200万焦耳的能量通过192条激光束聚焦到一个很小的点上，从而产生类似恒星和巨大行星的内核以及核爆炸时的温度和压力。这一过程同太阳中心产生能量原理相似，因此这一试验被称为“人造太阳”。在此基础上，科学家可以实施此前在地球上无法实施的许多试验。　　无需核试验 保持核威慑力　　公报说，国家点火装置共有3个任务，第一个任务是让科学家用它模拟核爆炸，研究核武器的性能情况，这也是美国建设国家点火装置的初衷，即作为美国核武器储备管理计划的一部分，保证美国在无需核试验的情况下保持核威慑力。　　国家点火装置的第二个任务是使科学家进一步了解宇宙的秘密。科学家可使用国家点火装置模拟超新星、黑洞边界、恒星和巨大行星内核的环境，进行科学试验。这些试验大部分不会保密，将为科学界提供大量此前无法获取的数据。 国家点火装置的第三个任务是保证美国的能源安全。　　能源结构革命性变化　　科学家希望从2010年开始借助国家点火装置来制造类似太阳内部的可控氢核聚变反应，最终用来生产可持续的清洁能源。公报说：“国家点火装置所产生的能量远大于启动它所需要的能量，这是半个多世纪以来核聚变研究人员一直梦寐以求的‘能量增益’目标。如能取得成功，将是有历史意义的科学突破。”　　加州州长施瓦辛格发表讲话说，这一激光系统的建成是加州和美国的伟大成就，它将有可能使美国的能源结构发生革命性变化，因为它将教会人们驾驭类似太阳的能量，使其转变成驾驶汽车和家庭生活所需要的能源。　　三大核心任务　　■科学家用它模拟核爆炸，研究核武器的性能情况。　　■模拟超新星、黑洞边界、恒星和巨大行星内核的环境，使科学家进一步了解宇宙的秘密。　　■科学家希望从2010年开始借助它来制造类似太阳内部的可控氢核聚变反应，最终用来生产可持续的清洁能源。　　聚焦　　研制新型氢弹 变身“常规武器”　　激光核聚变除了可生产取之不尽的清洁能源外，在军事上还可用于发展新型核武，特别是研制新型氢弹，同时亦可部分代替核试验。因为通过高能激光代替原子弹作为氢弹点火装置实现的核聚变反应，可以产生与氢弹爆炸同样的等离子体条件，为核武设计提供物理学资料，进而制造出新型核武，成为战争新“杀手”。　　早在20世纪50年代，氢弹便已研制成功并投入使用。但氢弹均是以原子弹作为点火装置。原子弹爆炸会产生大量放射性物质，所以这类氢弹被称为“不干净的氢弹”。　　采用激光作为点火源后，高能激光直接促使氘氚发生热核聚变反应。这样，氢弹爆炸后，就不会产生放射性裂变物，所以，人们称利用激光核聚变方法制造的氢弹为“干净的氢弹”。传统的氢弹属于第2代核武，而“干净氢弹”则属于第4代核武器，不受《全面禁止核子试验条约》的限制。由于不会产生剩余核辐射，因此可作为“常规武器”使用。　　回顾　　美法日“人造太阳”大事记　　美国 仍居世界领先地位，不仅拥有世界上最大的“诺瓦”激光器、世界上功率最大的“X射线模拟器”，还有目前刚刚落成的“国家点火装置”。　　法国 激光核聚变研究以军事化为主要目标，确保法国TN-75和TN-81核弹头能处于良好状态。早在1996年，法国原子能委员会便与美国合作进行一项庞大的“兆焦激光计划”，预计2010年前完成，经费预算达17亿美元。其主要设施240台激光发生器可在20纳秒内产生180万焦耳能量，产生240束激光。　　日本 1998年，日本成功研制核聚变反应堆上部螺旋线圈装置和高达15米的复杂真空头，标志着日本已突破建造大型核聚变实验反应堆的技术难点。　　名词 核聚变　　与核裂变依靠原子核分裂释放能量不同，聚变由较轻原子核聚合成较重原子核释放能量，常见的是由氢的同位素氘与氚聚合成氦释放能量。与核裂变相比，核聚变能储量更丰富，几乎用之不竭，且干净安全，不过操作难度巨大。　　当星体内部存在巨大压力，核聚变能在约1000万摄氏度的高温下完成，然而，在压力小很多的地球，核聚变所需温度达到1亿摄氏度。“国家点火装置”将寄望通过汇聚大功率激光束实现这一高温。能否在核聚变过程中实现“能量收益”是问题的关键。之前有试验实现过核聚变，但未能使核聚变释放的能量超过试验所需能量。

美建成世界最大激光器 所释能量将震撼世界　　　　经过１０余年设计制造、３５亿美元投资，美国建成世界最大激光器。 　　新装置将于６月投入实验。能否借助新装置实现核聚变成为科学家现阶段关注焦点。他们希望，这一装置能把可控核聚变变为“工程现实”。 　　建成完工 　　美联社报道，美国能源部定于３月３１日宣布，位于加利福尼亚州利弗莫尔劳伦斯国家实验所的“国家点火装置”（National Ignition Facility）已建成合格。 　　“国家点火装置”激光器占地约一个足球场般大小，由１９２个激光束组成。每个光束能在千分之一秒的时间内前行１０００英尺（合３０４.８米），同时汇聚到一处橡皮擦般大小的目标上。 　　“国家点火装置”项目的建造计划于上世纪９０年代早期提出，当时预计投资７亿美元，工程１９９７年正式开工。 　　项目负责人爱德华摩西说，“国家点火装置”１９２个激光束产生的能量将是世界第二大激光器的６０至７０倍，后者位于美国罗切斯特大学。 　　“这是一个重要里程碑，”摩西说。 　　美联社说，“国家点火装置”的设计初衷是帮助确保美国“年老”核武器的可靠性。 　　国家核安全管理局负责人托马斯达戈斯蒂诺说，激光器的建成将确保美国在无需地下核试验的情况下保证核武库的持续可靠性。　　开发核能 　　“国家点火装置”投入科学实验后，预计将于２０１０年至２０１２年间收获首批重大实验成果。 　　利用“国家点火装置”实现可控核聚变是科学家眼下关注焦点。 　　与核裂变依靠原子核分裂释放能量不同，聚变由较轻原子核聚合成较重原子核释放能量，常见的是由氢的同位素氘与氚聚合成氦释放能量。与核裂变相比，核聚变能储量更丰富，几乎用之不竭，且干净安全。不过，操作难度巨大。 　　英国广播公司说，当星体内部存在巨大压力，核聚变能在约１０００万摄氏度的高温下完成，然而，在压力小很多的地球，核聚变所需温度达到１亿摄氏度。 　　“国家点火装置”将寄望通过汇聚大功率激光束实现这一高温。 　　摩西说：“当‘国家点火装置’的所有激光束全力发射，它们将对目标产生１.８兆焦的紫外光能。” 　　由于激光脉冲持续时间只有数纳秒，这相当于对准滚珠大小般的氢“燃料球”瞬间发电５００万亿瓦，比全美用电高峰时期消耗的电能还多。 　　摩西说，整个过程将创造出１亿摄氏度的高温和数十亿个大气压，使氢同位素的原子核聚变，产生比触发反应所需能量多出数倍的核能。 　　“能量收益” 　　能否在核聚变过程中实现“能量收益”是问题的关键。英国广播公司说，此前有实验实现过核聚变，但未能使核聚变释放的能量超过触发实验所需能量。 　　对此，摩西充满信心。他说：“我们正在实现目标的路上——首次在实验室环境中实现可控、持续的核聚变和能量收益。” 　　英国广播公司说，“国家点火装置”如果成功，核聚变释放出的能量将达到触发反应所需能量的１０倍至１００倍。 　　英国牵头的高能激光项目（Ｈｉｐｅｒ）同样致力于核聚变能量的开发与利用。其项目负责人迈克邓恩说，“国家点火装置”一旦成功，将“震撼世界”，这将标志着激光核聚变从物理学进入“工程现实”。 　　“这将解决基本物理学问题，”他说，“让整个社会集中致力于利用这类能量。” 　　邓恩指出，“国家点火装置”每发射一次激光束需间隔数小时，仅能证明核聚变操作的科学性，却不能满足建造“激光核聚变动力工厂的需求”，后者可能每秒钟需完成数次发射。 　　“这意味着（需要）一种完全不同的激光技术，”他说。

经过１０余年设计制造、３５亿美元投资，美国建成世界最大激光器　　新浪科技讯 北京时间5月7日消息，据美国《连线》杂志网站报道，在劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)国家点火设施(NIF)的科学家，希望利用192个激光器和一个由400英尺长的放大器及滤光器阵列构成的装置，制造出一个像太阳或者爆炸的核弹一样的自维持聚变反应堆(self-sustaining fusion reaction)。最后一批激光器安装完毕后，《连线》网站记者参观了这个点火设施。观看看世界上最先进的科学设备。　　1.美国“国家点火装置”　　这个大部头看起来可能很像迈克尔贝执导的《变形金刚》中的人物，但是这个大型机器很快就会成为地球上的恒星诞生地。　　美国“国家点火装置” 位于加州，投资约合24亿英镑，占地约一个足球场大小。科学家希望该激光器能模仿太阳中心的热和压力。“国家点火装置”由192个激光束组成，产生的激光能量将是世界第二大激光器、罗切斯特大学的激光器的60倍。2010年，192束激光将被汇聚于一个氢燃料小球上，创造核聚变反应，打造出微型“人造太阳”，产生亿度高温。　　2.庞大的靶室　　庞大的靶室　　在庞大的靶室里，192束激光束进入直径是33英尺的蓝色真空室，在那里跟一个胡椒瓶大小的目标物相撞。然后这些光束会以动力较低的红外线的形式，从该仪器的不同部位出来，这个部位跟DVD播放器的内部结构类似。接着激光经过一系列复杂的放大器、过滤器和镜子，以便变得足够强大和精确，可以产生自维持聚变反应堆。　　3.包含放射性氢同位素、氘和氚的铍球　　包含放射性氢同位素、氘和氚的铍球　　这个铍球包含放射性氢同位素、氘和氚。科学家将利用这个系统的192个激光器产生的X射线轰击它。核子熔合的关键是有足够的能量把两个核子熔合在一起，在这项实验中用的是氢核子。由于把两个核子分开的斥力非常强，因此这项任务需要利用极其复杂的工程学和特别多的能量。　　例如，在光束进入真空室(包含图片上方的目标物)之前，激光必须通过巨大的合成水晶，转变成紫外线。发射到真空室里的光束会进入一个被称作黑体辐射空腔(hohlraum)的豆形软糖大小的反射壳(reflective shell)里，光束的能量在这里产生高能X射线。从理论上来说，X射线的能量应该足以产生可以克服电磁力的热和压力，这样核子就能熔合在一起了。电磁力促使同位素的核子分开。　　4.靶室顶部的起重机和气闸盖　　靶室顶部的起重机和气闸盖　　在第一张照片的靶室顶上，是用来把底部仪器放入真空室的起重机和气闸盖。如果这个仪器产生作用，它将成为未来发电厂的前身，将提高科学家对宇宙里的力的理解。当常规核试验被禁止的时候，它还有助于我们了解核武器内部的工作方式。　　5.精密诊断系统　　精密诊断系统　　激光束将被发射到精密诊断系统里，以在它进入靶室以前，确定它能正常工作。　　6.激光间　　激光间　　在激光间(laser bay)里眺望，会看到国家点火设施的激光间2号向远处延伸超过400英尺，激光在从这里到达靶室的过程中，会被放大和过滤。过去35年间，科学家在劳伦斯利弗莫尔国家实验室建设了另外3个激光熔合系统，然而它们都不能生成足够达到核子熔合的能量。第一个激光熔合系统——Janus在1974年开始运行，它产生了10焦耳能量。第二项试验在1977年实施，这个激光熔合系统被称作Shiva，它产生了10000焦耳能量。　　最后一项实验在1984年实施，这个被称作Nova的激光熔合项目产生了30000焦耳能量，这也是它的制造者第一次相信通过这种方法可以实现核子熔合。国家点火设施科研组制造的这个最新系统有望产生180万焦耳紫外线能量，科学家认为这些能量已经足以在劳伦斯利弗莫尔国家实验室里产生一个小恒星。　　7.磷酸盐放大玻璃　　磷酸盐放大玻璃　　国家点火设施包含3000多块混合着钕的磷酸盐放大玻璃，这是在熔合试验中用来增加激光束的能量的一种基本材料。这些放大玻璃板隐藏在密封的激光间周围的围墙里。　　8.技术人员在激光间里安装光束管　　技术人员在激光间里安装光束管　　技术人员在激光间里安装光束管，激光通过这些管会进入调试间。激光在调试间里会被重新改变运行路线，并重新排列，然后被输送到靶室里。　　9.紧急停运盘　　紧急停运盘　　在整个国家点火设施里，标明激光位置的紧急停运盘(emergency shutdown panels)，可在激光发射时，为那些在错误的时间站在错误的地方的科学家和技术人员提供安全保障。　　10.光导纤维　　光导纤维　　光导纤维(黄色电缆部分)把低能激光传输到能量放大器里。然后在通过混有钕的合成磷酸盐的过程中，利用强大的频闪放电管放大。　　11.能量放大器　　能量放大器　　能量放大器隐藏在天花板上的金属覆盖物下面，它含有可增大激光能量的玻璃板。在激光刚刚进入放大玻璃前，灯管把能量吸入玻璃里，接着激光束会获得这些能量。　　12.可变形的镜子　　可变形的镜子　　可变形的镜子隐藏在天花板上覆盖的银膜下面，这种镜子是被用来塑造光束的波阵面，并弥补它在进入调试间前出现的任何缺陷。每个镜子利用39个调节器改变镜子表面的形状，纠正出现错误的光束。你在照片中看到的电线是用来控制镜子的调节器的。　　13.激光放大器　　激光放大器　　激光束在进入主放大器和能量放大器前，较低前置放大器会放大激光束，并给它们塑形，让它们变得更加流畅。　　14.便携式洁净室　　便携式洁净室　　科学家利用一个独立的便携式洁净室(CleanRoom)运输和安置能量放大器和其他元件，这个洁净室就像用来装配微芯片的小室。　　15.能量放大器　　能量放大器　　每个能量放大器都被安装在洁净室附近，然后利用遥控运输机把它们运输到梁线所在处。　　16.技术人员校对能量放大器　　技术人员校对能量放大器　　从照片中可以看到，能量放大器在被放入梁线以前，技术人员正在对它进行校对。　　17.模仿NASA的主控室　　模仿NASA的主控室　　照片中的主控室看起来跟美国宇航局的任务控制中心很相似，这是因为前者是模仿后者建造的。国家点火设施并不是利用这个主控室把火箭发射到外太空，而是设法通过激光，利用它把恒星的能量(核子熔合)带回地球。　　18.光束源控制中心　　光束源控制中心　　光束源控制中心即已知的主控振荡器室，看起来跟数据中心(Server Farm)很像，但是这个控制中心不是利用电脑，而是安装了一排排架子。光束通过光纤前往能量放大器的过程中，看起来就像网络供应商使用的网络。　　19.国家点火设施的激光源　　国家点火设施的激光源　　国家点火设施的激光是从一个相对较小、能量较低，并且比较呆板的盒子里发射出来的。这个激光器呈固体状态，跟传统激光指示器没有多大区别，不过它们发射的光波波长不一样，前者是红外线，后者是可见光。　　20.高能灯管　　高能灯管　　高能灯管(flashlamps)跟照相机里的灯管一样，但是前者的体积超大，它可以用来激发激光。每束光束刚产生时，强度仅跟你的激光指示器发出的激光强度一样，但是它们在二十亿分之一秒内，强度就能曾大到500太拉瓦，大约是美国能量输出峰值时功率的500倍。　　这一结果是能实现的，因为该实验室里拥有巨大的电容器，里面储存了大量能量。这个电容器非常危险，当它充电后，这个房间将被封闭，禁止任何人靠近，以免出现高压放电现象，伤着来访的人。　　国家点火设施的外面看起来很像《半条命(Half-Life)》的拍摄现场，这种普通的外观掩饰了在里面进行的历史性科学研究。(孝文) 英刊揭秘世界最强激光产生过程(组图)　　导读：2009年4月，耗资达35亿美元的美国“国家点火装置”(NIF)正式开始进行相关实验，并计划于2010年最终实现聚变反应。届时会将192束激光同时照射在一个微小的目标上，是迄今世界上性能最强大的激光装置。英国《新科学家》杂志网站13日撰文揭秘世界最强激光产生过程。以下为全文：　　“国家点火装置”是美国国家核安全管理局(NNSA)的库存管理计划的关键环节。在受控实验室条件下，“国家点火装置”将进行聚变点火和热核燃烧实验，实验结果将为NNSA提供相关武器生产条件的实验手段。这些条件对NNSA在不开展地下核试验的条件下评估并验证核武库的工作至关重要。“国家点火装置”实验将研究武器效应、辐射输运、二次内爆和点火相关的物理学机理，并支持库存管理计划继续取得成功。“国家点火装置”是目前世界上最大和最复杂的激光光学系统，用于在实验室条件下实现人类历史上的第一次聚变点火。192束矩形激光束将在30英尺的靶室中实现会聚，其中靶室内含有直径为0.44厘米的氢同位素靶丸。发生聚变反应时，温度可达到1亿度，压力超过1000亿个大气压。　　以下是“国家点火装置”产生最强激光的几大步骤：　　1、安装球形外壳　　 　　安装球形外壳　　为了产生聚变所必须的高温和高压，“国家点火装置”将汇聚其所有192束激光束同时射向一个氢燃料目标之上。“国家点火装置”呈球形(如图所示)，直径约为10米，重约130吨。装置内有一个目标聚变舱，点火实验就发生于目标聚变舱内。整个球体由18块铝材外壳拼接而成，每块外壳均约10厘米厚。球体外壳上正方形窗口就是激光束的入口，而圆形窗口则是用来安装和调节诊断装置，诊断装置共有近100个分片。　　2、用调节器调整靶位　　 　　用调节器调整靶位　　这是目标聚变舱内部的照片。激光束通过外壳上的入口进入目标舱，把将近500万亿瓦特的能量瞄准于位置调节器的尖端。图中右侧的长形带有尖端的物体就是位置调节器，每次实验的目标氢燃料球就置放于尖端之上。当所有激光束全部投入时，“国家点火装置”将能够把大约200万焦耳的紫外线激光能量聚焦到小小的目标氢燃料球之上，它比此前任何激光系统所携带能量的60倍还要多。当激光束的热和压力达到足以熔化小圆柱目标中氢原子的时候，所释能量要比激光本身产生的能量更多。氢弹爆炸和太阳核心会发生这类反应。科学家相信，总有一天通过核聚变而不是核裂变会产生一种清洁安全的能源。　　3、将燃料放入燃料舱(圆柱体)　　 　　将燃料放入燃料舱(圆柱体)　　进入“国家点火装置”的所有192束激光束都将被引向图中这个铰笔刀大小的圆柱体。该圆柱体中将装有聚变实验所使用的目标燃料，目标燃料就是约为豌豆大小的球状冰冻氢燃料。实验时，激光束将通过各自窗口进入目标舱内，从各个方向压缩和加热氢燃料球，希望能够产生自给能量的聚变反应。曾经有不少科学家认为可控核聚变反应是不可能实现的。近年来，科学家找到了一些点燃热聚变反应的方法，美国研究人员找到的方法是利用高能激光。虽然科学家们也尝试了其他种核聚变发生技术，但从已完成的实验效果看，激光技术是目前最有效的手段。除激光外，利用超高温微波加热法，也可达到点燃核聚变的温度。　　4、压缩并加热燃料　　 　　压缩并加热燃料　　所有激光束进入这个金属舱内部时，他们将产生强烈的X光线。这些X光线不仅仅可以把豌豆大小的氢燃料球压缩成一个直径只有人类头发丝截面直径大小的小点，它还能够将其加热到大约300万摄氏度的高温。尽管激光的爆发只能持续大约十亿分之一秒，但物理学家们仍然希望这种强烈的脉冲可以迫使氢原子相互结合形成氦，同时释放出足够的能量以激活周围其他氢原子的聚变，直到燃料用尽为止。在激光点火装置内，一束红外线激光经过许多面透镜和凹面镜的折射和反射之后，将变成一束功率巨大的激光束。然后，研究人员再将该激光束转变为192束单独的紫外线激光束，照向目标反应室的聚变舱中心。当激光束照射到聚变舱内部时，瞬间产生高能X射线，压缩燃料球芯块直至其外壳发生爆裂，直到引起燃料内部的核聚变，从而产生巨大能量。　　5、用磷酸二氢钾晶体转换激光束　　 　　用磷酸二氢钾晶体转换激光束　　激光束在进入目标舱内之前，必须要先由红外线转换成紫外线，因为紫外线对加热目标燃料更为有效。激光转换过程必须要使用磷酸二氢钾晶体。图中的这块磷酸二氢钾晶体重约360公斤。首先将一粒籽晶放入一个高约2米的溶液桶中，经过两个月的培养才可形成如此巨型的晶体。然后将晶体切割成一个个截面积约为40平方厘米的小块。“国家点火装置”共需要大约600多块这样的晶体小块。“国家点火装置”将被用于一系列天体物理实验，但是，它的首要目的是帮助政府科学家确保美国“老年”核武器的可靠性。“国家点火装置”项目的建造计划于上世纪90年代早期提出，1997年正式开始建设。(刘妍)

A1194低温闭口闪点测定仪是按照中华人民共和国标准GB/T 5208-2008《闪点的测定 快速平衡闭杯法》规定的要求设计制造的。本仪器也符合ISO 1523 和ISO 3679标准的要求。本仪器以电子温控仪表为核心，配有适当的接口电路，实现温度控制的自动化，具有加热功率自动切换、温度自动控制等功能。本仪器操作简单，结构合理，检测准确，性能稳定，显示直观，能够满足石油、化工、涂料、油漆、铁路、航空、电力、商检及科研单位对石油产品闪点的测试。本仪器适合于闭口杯闪点在-30℃～50℃或0℃～100℃范围内的各类色漆、油漆、胶黏剂、溶剂、石油及有关产品闭口杯闪点的测试。仪器特点5.6寸彩色触摸液晶显示屏微电脑处理器，智能化设计温度补偿，优化结构，自动打印测试报告进样量少，每次仅需要2-4ml样品技术参数工作电源：AC　220V±10%， 50Hz闪点检测范围： -20℃至50℃或室温至200℃（可定做-10℃至100℃）控温精度： ±0.5℃；点火装置： 电子点火枪点火；制冷方式： 半导体制冷；电源电压： ～220V±10％、 50Hz；整机功耗： 不大于300W；环境温度： 5℃～30℃；相对湿度： 30～80RH。测量精密度： 两个实验结果之间的差值小于2℃（同一操作者）两个实验结果之间的差值小于3℃（不同操作者）仪器外型尺寸： 400mm×250mm×450mm仪器重量： 控制箱 12.5kg

北京时间9月6日消息，为了进一步了解人类居住的地球以及浩瀚复杂的宇宙，科学家研制了一系列雄心勃勃的新工具。在这些昂贵的大型科学仪器的帮助下，他们发现了地球和宇宙的众多秘密。研制大型科学仪器并非易事，有时需要多个国家的数十年努力，所投入的资金更是一个天文数字。　　借助于这些令人敬畏的仪器设备，科学家不断加深对地球和宇宙的了解。实施大型科学项目难度巨大，必须考虑到4个客观因素，分别是研制成本、运营成本、人员数量以及仪器设备本身的巨大规模。除此之外，我们还要考虑3个主观因素，分别是在科学研究方面的用途，对普通公众的用途(能够为我们做些什么)以及所谓的“哇因素”。　　1.“地球探测”计划“地球探测”计划　　“地球探测”计划是世界上规模最大的科学项目，用于跟踪北美的地质演化。这座天文台记录下面积超过380万平方英里(约合984万平方公里)的数据，数据量达到67TB(太字节)。除了用于分析圣安地列斯断层的滑动外，“地球探测”计划还负责分析黄石国家公园地下的岩浆柱。　　2.大型强子对撞机　　 大型强子对撞机　　大型强子对撞机是世界上最大的粒子对撞机，每年运转成本高达10亿美元左右，参与这一项目的人员来自60个国家，人数超过1万。这台对撞机旨在揭开最基本的宇宙物理学秘密，其中一大任务就是寻找被称之为“上帝粒子”的希格斯介子。　　3.散变中子源　　 散变中子源　　散变中子源是一种强大的电影摄像机，用于拍摄分子。它装有一台粒子加速器，向一个目标室发射脉冲(每个脉冲含有2000万亿个中子)，接触到目标室内的物质后反射。散变中子源并不会制造爆炸，更适于研究如何研制性能更高的电池等装置。　　4.国际空间站　　 国际空间站 　　国际空间站每年的运转成本高达20亿美元，是太空中存在时间最长的人造设施，参与这一项目的人员数量达到数千。截止到2011年11月，空间站已经在太空停留11年。这个轨道实验室用于进行各种实验，曾帮助科学家研制沙门氏菌疫苗。　　5.先进光源粒子加速器　　 先进光源粒子加速器　　先进光源粒子加速器座落于美国加利福尼亚州伯克利，可将亮度达到太阳表面100万倍的光子导入蛋白质、电极、超导体以及其他材料，用以揭示它们的原子、分子和电子特性。科学家利用这台加速器创建核糖核酸聚合酶的3D图像和描述彗尾的尘埃。　　6.“朱诺”号木星探测器“朱诺”号木星探测器　　“朱诺”号探测器将于2016年进入木星轨道，在此之前，它以每小时13.4万英里(约合每小时21.5万公里)的速度朝木星进发。“朱诺”号是人类历史上速度最速的航天器之一，将环绕木星运行33周，而后撞向木星，像一颗流星一样在木星的氢气大气层中燃烧。　　7.美国国家点火装置美国国家点火装置　　美国国家点火装置位于加利福尼亚州利弗莫尔，是世界上最大且功率最高的激光器，长度相当于3个足球场，高度相当于10层楼，可产生200万焦耳紫外线能。国家点火装置能够达到与恒星核心类似的温度和压力。　　8.甚大望远镜阵列甚大望远镜阵列　　甚大望远镜阵列是世界上最大的望远镜之一，由27个单独的射电天线构成，每一个的直径达到82英尺(约合25米)。甚大望远镜可以拍摄月球等近地天体或者远至可观测的宇宙边缘的天体细节丰富的图像。　　9.“海王星”天文台“海王星”天文台　　“海王星”天文台是世界上最大的海底天文台，由大约500英里(约合804公里)长的电缆和130台安装400个传感器的仪器构成，可对海洋系统进行大规模连续监测，这在科学史上还是第一次。“海王星”天文台的监测对象包括海洋动物的生活、地质学以及化学特征。　　10.相对论性重离子对撞机相对论性重离子对撞机　　相对论性重离子对撞机位于纽约长岛，通过金离子相撞产生7.2万亿华氏度的温度，如此高温能够让质子和中子熔化。借助于相对论性重离子对撞机，科学家能够重建大爆炸后百万分之一秒的宇宙环境。

中国科学院上海光学精密机械研究所（下称上海光机所）已做了几十年的激光聚变技术研究有多重大？用“百年大业”来形容或许也不为过。疫情封控期间，上海光机所数百名员工持续作战，最近完成了多项科研技术突破，在我国激光聚变实验点火的进程中又迈出坚实的脚步。加快聚变实验进程上海光机所本次取得重大突破的国家重大专项任务包括：核心光学元器件N41钕玻璃用包边玻璃研制工作，实现米级光栅大口径离轴反射曝光技术突破性进展以及大尺寸DKDP长籽晶快速生长技术新进展。牵头上述攻关项目研究工作的上海光机所党委书记邵建达告诉记者，早在上世纪60年代，包括我国科学家王淦昌在内的物理学家们就论证了通过激光聚变产生能源的可行性，而且认定这是清洁的、可无限使用的终极能源。上世纪80年代末，中国开始完全独立自主研发聚变技术。“现在中美都走到了实验点火阶段，中国并没有落后。”独立自主研发背后是大量艰辛付出。上海疫情期间，上海光机所数百名教职员工、研究生选择了在单位封闭办公，他们夜以继日，连续不断地做实验，获取相关数据，及时调整、改进相关工艺，加上居家办公同事在后台提供数据分析与理论支撑，研发进展取得了快速突破。N41钕玻璃元件是国家重大专项高功率激光装置的“心脏”，包边玻璃是确保钕玻璃元件增益性能的重要核心材料。它的作用是让激光按照指定方向发射，从而减少激光损耗。本次技术突破后，实现了大口径磷酸盐玻璃生产线在最优工艺状态下稳定运行，超计划完成包边玻璃的生产任务。而米级光栅大口径离轴反射曝光技术是国际首创，解决了光栅平滑度的问题。这项技术加工极具挑战。疫情期间上海光机所科研小组们连续实验，顺利实现了工艺突破。该创新方案得到了科技部重点研发计划变革性技术项目的支持。另外，大尺寸DKDP长籽晶快速生长技术主要是生长速度取得突破。上海光机所利用长籽晶生长技术，在国际上首次获得600mm×600mm×800mm的大尺寸DKDP晶体，为高功率激光驱动器系统用混频DKDP晶体研制提供一种全新的技术方案。中科院微电子所研究员王宇表示，N41钕玻璃、光栅和晶体都是激光器的关键核心零部件。N41钕玻璃是产生激光的介质，光栅作用是压缩激光脉冲，晶体是产生激光波长变换的。上述科研进展的突破，都是非常关键的突破。邵建达透露，上述科研成果突破，有助于我国聚变实验点火的进程。不过，点火实验到聚变这种终极能源实现规模量产，预计还要三五十年的时间，这确实是百年大业。另据介绍，聚变相关科研工作我国还有一条技术路线在并行推进，即安徽合肥的磁约束聚变技术。中国光学技术领先光学在通信、电子、能源、医疗器械等方面有广泛的应用。中国光学光电子行业协会旗下设有七个专业分会：激光分会、红外分会、液晶分会、光学元件与光学仪器分会、光电器件分会、发光二极管显示应用分会、激光应用分会。每个分会均对应着一个细分产业。中国光学技术较为领先。王大珩是中国光学奠基人，其上世纪50年代末期首创国内第一个研究机构中科院长春光机所。上世纪60年代，长春光机所开枝散叶，成都光电所、上海技物所、西安光机所、上海光机所、安徽光机所等纷纷设立。其中，上海光机所专注于研究强激光和高功率激光，除了探索激光聚变技术，他们还在激光前沿物理研究方面较为领先。中国光学技术产业化已小有成就。中国工业激光器比肩国际先进水平，大族激光、锐科激光、长光华芯均已登陆资本市场，分别是激光设备、激光器和激光芯片龙头。长春光机所相关的长光集团是长光华芯前十大股东。长春光机所还持有奥普光电等。红外领域，高德红外、大立科技等已经上市。LED照明及显示技术，中国已领先于国际水平，相关上市公司数十家，代表性企业有三安光电、华灿、聚灿、乾照等。另外，京东方、华星光电则是全球两大LCD液晶显示龙头企业。中科院微电子所研究员王宇认为，与微电子技术相比，中国光学技术与国际先进水平差别较小。就应用而言，眼镜、显微镜和照相机是光学技术应用比较集中的产业。而光子与微电子组合，会派生出更为广泛的应用，但这要依赖下游产业发达，比如手机、智能汽车等。中国集成电路和精密仪器相对落后，一定程度上限制了中国光学光电子产业的发展。未来，随着相关研究和产业进一步深入发展，中国光电技术还有很大扩展空间。

据英国《新科学家》杂志4月25日报道，欧盟通过了一项研究计划——极光基础设施(ELI)，支持科学家建造三台可合起来使用的激光器，其中每台激光器都会让现有激光器相形见绌。这三台激光器有望于2015年问世，该计划的成功将会为建造更强的激光器(其能将“虚拟”粒子从时空空白处中拉出)奠定基础。　　这三台新激光器将于2015年分别建在捷克、匈牙利和罗马尼亚。每台激光器将发出强度高达10拍瓦(petawatt，1拍瓦=1015瓦)的脉冲，其强度是现有激光脉冲的几百倍。　　这种激光脉冲的持续时长仅为1.5×10-14秒，比光通过发丝直径的长度距离所需时间的十分之一还少。因为这种脉冲如此短暂，它们所包含的能量少于美国国家点火装置(NIF)的激光脉冲(其持续时长为2.0×10-8)所拥有的能量。但在这稍纵即逝的瞬间，ELI脉冲产生的能量却是NIF的20倍。　　《激光世界》杂志报道称，每台激光器的造价约为4亿美元，由于设计细节各有不同，因而可用于进行不同的高能物理实验，包括使用激光脉冲给粒子加速、研究原子核以及产生更短暂的脉冲来研究原子内部极快事件的动力学原理等。　　如果一切进展顺利，第四台激光器将“应运而生”。该项目协调人、法国超快光学研究所所长杰拉德莫瑞希望，第四台激光系统最终能达到的强度能使“虚拟”粒子出现在现实中。

《自然》杂志日前对2011年的科研热点进行了预测，涵盖生命科学、医学科学、地球科学、数理科学四大领域。　　Eemian时期气候反演研究　　格陵兰北部冰芯钻取(NEEM)项目目前已成功在2500多米深处达到基岩。科学家正在对冰芯中所含气体和各种粒子进行分析以获取Eemian间冰期(这一时期的全球平均温度比今天还要高5℃)气候的有关细节，相信很快就会有结果公布。　　全基因组关联研究(GWAS)的价值证明　　GWAS已为我们揭示了各种疾病与基因特定区域之间存在大量的关联。不过让人泄气的是，GWAS还未能显示出太多在这些关联背后的生物化学信息。在2011年，我们希望能真正了解到，基因及非编码区域对那些与代谢、肥胖和糖尿病相关的医学条件产生影响的内在机制。　　干细胞研究：整装待发　　科学家知道如何将人体细胞重编程为诱导多功能干细胞(iPS cell)，并将iPS细胞转化成为其他细胞类型。接下来，从病人体内获取的iPS细胞将更多地应用到医学研究模型、潜在药物的筛选以及为何现存药物只对部分病人有用的研究上。　　基因组测序大爆发　　在2011年里，人类基因组测序所需花费无疑将有所下降。下一代基因测序仪器已开始投放市场，这将使得进行全测序的人类基因组数量节节攀升。　　捉摸不定的希格斯玻色子　　尽管2011年，人们仍不大可能通过大型强子对撞机(LHC)观测到希格斯玻色子了，但LHC也许能帮我们找到其他发现，如超对称性的证据。同时，科学家仍寄希望于通过费米实验室里的那台垓电子伏加速器(Tevatron)抓住“上帝粒子”的尾巴。　　暗物质的关键时刻　　一系列的地下试验将继续找寻暗物质粒子——期待2011年能给我们个答案。　　丙肝治疗　　包括丙肝治疗药物Telaprevir在内的多种药物获批是人们在2011年的迫切愿望之一。全球有3%的人感染了丙肝病毒，Telaprevir或将为他们带来希望。　　另一个地球　　天文学家希望开普勒望远镜(Kepler telescope)能给他们带来这样的好消息：类日星附近发现了一颗类地行星。开普勒已找到太阳系外数以百计的行星了，尽管资料并未完全公开。　　合成生物学：想想多细胞　　科学家不用非得通过单个细胞弄清复杂的合成生物学了，我们可以期待有更多关于细胞群体行为的文章在今年发表。利用细菌来制药或许会成为现实。　　航天飞机的最后时刻　　4月，美国宇航局(NASA)的航天机群将运送阿尔法磁谱仪(AMS)到国际空间站，完成其最后的飞行。　　太阳系探测器　　3月，NASA的“信使”号将成为进入水星轨道的探测先锋，而“黎明”号也将于8月开始对Vesta行星进行探测。　　超级激光与聚变的瓜葛　　美国加州的国家点火装置(National Ignition Facility，简称NIF)将引发聚变燃烧，以期用氢同位素贡献出更多能量。　　地球探测　　欧空局(ESA)的“地球重力场和海洋环流探测卫星”(GOCE)的研究结果将于今年公布，海平面上升将得到更好的监控。此外，“水瓶座”卫星对海水盐度的测定以及“荣誉号”对太阳射线和反射、吸收太阳光的大气颗粒的观测也将于今年启动。

此款新闪点仪发布于2019年12月份，是市面先进的进口闭口闪点测试仪。具有封装热线型点火头，极大的增加电点火头的使用寿命，基本无需维护。自动旋转升降臂使仪器能够自动进行系列操作，极大的提高操作的便利性。可存储50000个测试结果定制化的触摸操作界面，软件功能丰富，能够进行测试结果统计学分析，分析测试结果能够利用闪点拟合出样品的纯度宾斯基 – 马丁闪点测试仪：PMA 500追求完美的闪点测试PMA 500 是根据标准测试方法ASTM D93、EN ISO 2719 和 IP 34 进行闪点测定的一款宾斯基-马丁闭口杯闪点测试仪。它是石油、化学品和香料行业以及测试实验室中对闪点进行自动高精度测试的最理想的解决方案。PMA 500具备最高安全级别防护措施，并且可同时实现较高的样品通量。自动测量功能、精确的加热控制和简单便捷的操作是使用 PMA 500 获得精确闪点测试结果的基础。关键功能节省时间PMA 500经过优化 的冷却技术，可确保快速为后续样品测试（甚至是不同的样品类型）做好准备，从而节省宝贵的时间。这意味着，与市面上的其他仪器相比，相同时间内您可以处理更多的样品，每次测量可节省高达 10 % 的测试时间。由于采用延长了10倍使用寿命的新型封装式电子点火器，PMA 500 几乎无需进行维护，就可保证出色的再现性和重复性，同时降低运行成本。一些额外配备的附件扩大了仪器设备的使用范围。PMA 500 可选配气体点火装置、迷你测试杯和相配套的校准工具及校准程序指南。无与伦比的易用性PMA 500 快速便捷的操作，使闪点测试变得比以往更加简单。具有类似智能手机外观的可定制用户界面可通过 7 英寸触摸屏进行操作，屏幕上能够实时显示与完成闪点测试相关的所有数据。从主屏幕可以直接访问首选菜单项和常用方法，并且可自定义这些项目。借助先进技术，该仪器可实现优良的加热控制和出色的测量精度，确保按照指定标准进行闪点测试。最高安全级别满足最高的安全标准是安东帕的首要目标。PMA 500 全部采用优质部件制造而成，以确保实现最高安全级别的防护和坚固耐用的品质。PMA 500具有独特的火灾探测功能并内置灭火器。另外，该仪器可实时显示测试腔和样品的温度，让您能够知晓什么时候才能安全的操作仪器。自动化的操作步骤使您工作更便捷PMA 500 采用小型化的现代化设计能够给予您极佳，，的用户体验。由于采用集成式自动马达驱动多功能探测头，保证了传感器和执行器（例如搅拌器和多功能探测器）安全顺畅的连接。在闪点测试之前或之后，您都无需耗费时间连接线缆。另外，PMA 500 实现了高度自动化，只需极少的手动操作，即可上下移动测试杯盖。此功能是可选功能，可选择性关闭，使您能够灵活地测量各种各样的样品。完全符合国际标准的要求通过使用PMA 500闪点测定仪，您可以精确测定石油产品、生物柴油、溶剂、化学品和软质沥青的闪点，并得到符合国际标准要求的闪点测试结果。自动闪点测试仪完全符合 ASTM D93、ISO 2719 和 IP 34 方法的要求。创新点：PMA 500 是一款宾斯基-马丁闭口杯闪点测试仪，采用新的封装热线型点火头设计，寿命较上一代产品增加10倍，操作成本和维护周期大幅度降低。先进的冷却技术能够确保快速为后续测试做好准备，从而节省宝贵的时间并实现高样品通量。全自动旋转机械臂的设计让其借助先进技术实现自动化一键操作。全新的软件界面显示更加多样化，同时显示加热升温曲线及环境温度压力等安东帕自动宾斯基马丁闭口闪点测定仪PMA500

翁开尔是析塔清洁度仪独家代理商，欢迎致电咨询析塔清洁度仪在合金焊接上的技术应用。汽车轻量化成为使命，汽车制造商越发对轻质材料情有独钟，以寻求降低能耗和最小化腐蚀风险。汽车设施从钢转向铝材，这些铝材组件是需要焊接冲压或机加工的。然而，将钢焊接技术应用于铝焊接时，事情就不是那么简单了。虽然铝焊接本身是最主要的任务，但必须满足一个前提条件——保证焊接铝材表面的清洁度。对于从钢焊接工艺过渡到铝焊接工艺的设施，焊接前的表面处理是必须考虑的因素。不单单对于汽车制造而言，对精密工具制造、造船、轨道交通、航天航空、大型机械制造等行业的焊接准备中都会清洁钢和铝表面。这也意味着过去从不需要零件清洗机的工厂将不得不将零件清洗系统集成到他们的制造过程中，在焊接前确保零件表面足够干净，以此确保焊接良品率。┃ 铝与钢焊接焊接钢和铝之间的根本区别在于铝具有更高的电阻和熔化温度。熔池中较高的温度会产生足够的热能来增加氢的溶解度和扩散率。如果零件表面存在污染物，容易导致焊缝出现气孔或开裂。┃ 铝污染物的主要类型从大规模零售制造铝到达焊接工作室，铝会暴露在几种主要类型的污染物中。这些污染物如下： 油或者油脂 墨水 润滑脂 颗粒污垢许多东西在焊接前都会弄脏和污染铝，这种污染物的存在会对焊接质量产生严重的持久影响。这就是为什么在焊接前对铝件进行清洗的原因。如果铝件表面不够干净，在焊接的过程中，则容易出现烟灰，焊缝未熔合，不确定的电弧和附加电阻等现象。┃ 清洁表面对焊接的重要性在精细化制造要求下，清洁度一定意义上决定了焊接的质量。清洁的表面助于实现成功焊接：00001. 一致性：清洁焊接材料在制造实验室中提供了一定程度的一致性，并允许您将铝用作焊接性能的控制变量。00002. 无孔隙率：孔隙率是由碳氢化合物或氧化等污染物焊接到金属中引起的金属表面质量缺陷。如果金属变得有多孔，它会形成结构较差的接头，如果金属在焊接部位有足够的多孔，则该接头甚至可能因此而失效。但如果铝是干净的，焊缝就不会有隐藏的缺陷，接头应该能按预期工作。00003. 高强度：因为没有污染物，所以用纯铝进行的焊接比用受污染的铝或含有氧化铝的铝进行的焊接具有更高的抗拉强度。由于金属焊缝在建造后承担着建造项目的整体安全性和耐久性的责任，因此所使用的焊缝必须尽可能坚固，以防止意外的结构损坏。┃析塔清洁度仪是检测铝件表面清洁情况的重要仪器在焊接铝件前，往往需要对铝件进行脱脂去除水分和残留污染物，以及采用激光清洗或机械清洗氧化层。那么怎样的清洗程度铝件才算干净呢？德国析塔清洁度检测仪可以有效量化金属件表面清洁情况，更好的保证激光焊接质量，减少激光焊接缺陷。焊接气孔会降低坚固性和密封性，下图显示在激光焊接前使用析塔清洁度仪对工件表面进行清洁度检测,当工件表面清洁度高于65%，焊接气孔数量明显降低，当工件表面清洁度低于65%时，焊接气孔数量明显增加。 德国析塔SITA表面清洁度仪采用共焦法原理，通过光源发射出最佳波长的UV光检测金属表面的污染物，内置的传感器精准探测污染物引起的荧光强度，该荧光强度的大小取决于基材表面有机物残留情况，从而能精准量化检测金属表面清洁度。德国析塔SITA清洁度测试仪可以广泛运用在焊接接头质量、安全气囊点火装置的焊接组件等方面，工件表面污染物会影响焊接质量，焊接气孔会导致泄露，因此在焊接工艺前检测工件表面清洁度非常有必要，可以有效降低焊接次品率。

近期，Grabner全球市场销售总监Mr. Oliver Sauer和中国区市场经理孙小东先生到访上海人和科学仪器有限公司，带来了其新一代产品&mdash &mdash MINIFLASH TOUCH。 这是Grabner Instruments产品家族的新成员，是一款可便携全自动闪点测试仪。它可以携带至野外现场进行快速测试，超大彩色触摸屏使得测试操作更为简单，测试过程更为直观。本产品触摸屏集成了Microsoft Windows 操作平台,完全兼容各种网络平台、计算机和LIMS系统。具有用户权限设定，自定义闪点测试方法，以及标准用户与高级用户的分级管理功能。主要特点 &bull 先进的测试方法 本产品符合世界最安全的闪点测试标准ASTM D6450和D7094。 测试数据等同于ASTM D93/ISO 2719宾斯基-马丁法，等效于ASTM D56, ISO 2719, ISO 13736, IP 170等标准。 并且具有内置方法可模拟ISO 3679和ISO 3680测试，燃油稀释测试功能，使用过陈油闪点分析。 在屏幕上可以快速调用各种测试方法。 ASTM闪点测试委员会官方表明&ldquo 在统计意义上，ASTM D7094和ASTM D93 Procedure A之间数据测试结果没有差异。&rdquo &bull 独一无二的燃烧过程分析 有时客户样品中会含有少量低浓度的可燃化合物，使得整个样品闪点测试数据重复性差。 MINIFLASH TOUCH完全能够胜任此种情况，能够检测极小火焰燃烧，并图形化显示整个测量过程，便于分析整个样品的受可燃化合物污染的程度。 &bull 更宽的温度范围 只需配接外部冷却设备，MINIFLASH FLPH TOUCH可以实现0℃到400℃这样更宽的测试范围。 通过外部冷却技术，可以更有效的保护帕尔贴Peltier温控原件，极大延长使用寿命。 &bull 全自动点火与清洗程序 该程序可以自动清除点火系统附着的各种残留物质，有效保护点火装置及测试准确度。 &bull 同类产品安全性最高 测试仅需1-2ml样品； 测试过程全自动化点火控制； 测试采用连续闭口杯方法，整个测试过程闭杯点火，没有明火，结果更准确！ &bull 更容易使用 MINIFLASH TOUCH操作菜单更易浏览更为直观，无需培训即可上手使用。 丰富的外部接口，可以轻松连接USB, LAN, LIMS和计算机，省却众多烦恼！ 具备远程连接与控制功能，内置用户权限设置和用户分级管理，便于企业管理。 &bull 灵活性高，适合各种应用 几乎所有不同环境条件下的闪点测试过程都可以被本产品模拟，只需修改控制参数如加热速率，点火能量以及空气氧导入速率等。 符合标准 &bull ASTM D6450 & D7094 &bull 很好地关联到其他标准ASTM D93,D56,ISO 2719,ISO 13736,IP 170 &bull 很好的关联到ISO 3679 & 3680 &bull 可以进行闪点稀释测试应用 &bull Go / No Go闪点测试应用 &bull 彩屏界面快速调用测试方法 MINIFLASH闪点仪性能 &bull 安全性最高的闪点仪 &bull 无开口明火测试 &bull 1-2ml极少样品量 &bull 全自动独立运行 &bull 测量过程快速，结果准确 &bull 容易使用，易于清洗 &bull 便携式设计，可以携带至现场使用 &bull 受到美国US D.O.T, RCRA, NAVY, NATO等军队官方批准认可 &bull 经证实适用于各种国际ASTM闪点标准测试如燃油和油品类 &bull 闪点测试仪器行业内的领跑者，比如在香精香料行业中享有很高声誉 MINIFLASH TOUCH特点 &bull 操作界面直观、简单，8.4英寸超大彩色触摸屏更易于浏览 &bull 运行在Microsoft Windows软件平台 &bull 适合各种网络，PC和LIMS系统接入，可以通过LAN进行远程连接 &bull 连接各类USB打印机 &bull 可以USB 存储卡或者硬盘导出数据 &bull 最高扩展至FLPH温度范围（0-400° C，需配接外部冷却） &bull 用户权限分级管理(GLP规范) &bull 唯一具有可视化燃烧曲线分析 &bull 无限存储测试方法和数据结果 &bull 点火系统全自动清洗程序 技术参数 温度范围 FLP: 0～200℃ (32～390℉) FLPH: 0～400℃ (32～750℉) 温度精度 +/- 0.1℃ (0.18℉) 样品量 1ml (ASTM D6450) or 2ml (ASTM D7094) 安全技术特点 电子电弧激发 最安全的连续闭口杯测量技术，测试过程不开杯 无任何明火,不散发任何样品有害蒸汽 内置压力传感器，测试更灵敏，准确度更高 大样品量测试 10样品/小时 仪器接口 3× USB, 1× LAN, 2× PS/2, 1× VGA (输出至显示器) 电源规范 100/110/230 V AC, 50/60 Hz, 150 W (可选车载用变压器，适合野外现场测试) 仪器尺寸 (W× H× D) 253× 368× 277 mm (10× 14.5× 10.9 inch) 重量 12 kg (26 lb) 更多详情欢迎来电咨询：400 820 0117同时欢迎点击我司网站 www.renhe.net 查询更多产品优惠信息。 上海人和科仪欢迎经销商合作洽谈！ 上海人和科学仪器有限公司上海市漕河泾新兴技术开发区虹漕路39号怡虹科技园区B座四楼（200233） 电话：021-6485 0099 传真：021-6485 7990 公司网址: www.renhe.net E-mail:info@renhesci.com 【上海人和科学仪器有限公司十数年一直致力于提升中国实验室生产力水平，从提供全球一流品质的实验室仪器、设备，到为客户度身定制系统的实验室整体解决方案，通过专业、细致和全面的技术支持服务实现&ldquo 为客户创造更多价值&rdquo 的承诺。主要代理品牌：IKA、BROOKFIELD、GRABNER、ILMVAC、MIELE、MEMMERT、KOEHLER、SIEMENS、EXAKT、COLE-PARMER、ATAGO、YAMATO、ESPEC等。】

作者：倪思洁 来源：中国科学报3月14日，“十三五”国家重大科技基础设施高能同步辐射光源（HEPS）直线加速器成功加速第一束电子束，实现满能量出束，标志着HEPS进入科研设备安装与调束并行的阶段。 直线加速器的第一束电子束流能量达到0.5吉电子伏特（GeV）、末端每束团电荷量多于1.5×1010个电子。HEPS工程总指挥潘卫民表示，直线加速器成功满能量出束，拉开了HEPS加速器调束的序幕。HEPS工程常务副总指挥董宇辉介绍，HEPS主要包括加速器、光束线和实验站三个部分。其中，加速器由直线加速器、增强器和储存环三台独立的加速器，以及连接彼此间的三条输运线组成。HEPS的工作原理可以概括为“加速电子，产生光”。HPES加速的带电粒子为电子。电子枪产生的高品质电子束，经过直线加速器加速到0.5GeV，然后进入增强器，在增强器再被加速到6GeV。最后，达到6GeV的电子束团从增强器环里引出，注入专门为电子发光准备的储存环中。“直线加速器是电子的源头和第一级加速器，相当于火箭的点火装置。”HEPS工程加速器部副主任李京祎告诉《中国科学报》，直线加速器是一台常温直线加速器，长约49米，由端头的电子枪、聚束单元、加速结构、微波功率源等设备构成。他介绍，2021年6月，直线加速器的首台科研设备——电子枪安装完成；2022年3月，直线加速器启动科研设备批量安装；2023年3月，获得辐射安全许可证，直线加速器启动调束。HEPS直线加速器。中国科学院高能物理研究所供图“接下来，我们将在此基础上进行直线加速器的参数优化和性能提升，以优化直线加速器性能指标，并为后续增强器、储存环的建设和调束打好基础。”李京祎说。目前，HEPS增强器已完成安装、正在进行设备调试，储存环隧道设备启动安装，光束线站前端区也已经启动试安装。HEPS是中科院、北京市共建怀柔科学城的核心装置，由国家发展改革委批复立项，中科院高能所承担建设，自2019年6月启动建设，建设周期6.5年。建成后，HEPS将是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一，也将是中国第一台高能量同步辐射光源，和我国现有的光源形成能区互补。HEPS首批将建设14条光束线和相应的实验站，可提供纳米空间分辨、皮秒时间分辨、毫电子伏能量分辨的同步光，通过对微观结构多维度、实时、原位表征，解析物质结构生成及其演化的全周期全过程。HEPS鸟瞰图。中国科学院高能物理研究所供图

北京时间17日，《科学》网站公布了2021年度十大科学突破评选结果。让我们一起来看看今年科学界都有哪些重大成果。1人工智能预测蛋白质结构今年7月，世界知名人工智能团队深度思维宣布，已经利用AI智能软件程序——阿尔法折叠预测了人类表达的几乎所有蛋白质的结构，以及其他20种生物几乎完整的蛋白质组。AI预测蛋白质结构将实现广泛应用，提供对基础生物学的见解并揭示潜在的药物靶点。8月，中国研究人员使用阿尔法折叠2绘制了近200种与DNA结合的蛋白质结构图。11月，德国和美国的研究人员利用阿尔法折叠2和冷冻电镜绘制了核孔复合物的结构图。现在，科学家正使用阿尔法折叠2来模拟奥密克戎变体刺突蛋白突变的影响。通过在蛋白质中插入更大的氨基酸，突变改变了它的形状——也许足以阻止抗体与其结合并中和病毒。人工智能预测了两种蛋白质如何形成参与酵母DNA修复的复合体。2解锁古老泥土DNA宝库最近，科学家们从洞穴地面的土壤中解锁了一个更大的古代DNA宝库。研究人员使用这种“泥土DNA”来重建世界各地穴居人的身份。在西班牙的Estatuas洞穴，核DNA揭示了8万至11.3万年前生活在那里的人类的遗传特征和性别，并表明尼安德特人的一个谱系在10万年前结束的冰川期之后取代了其他几个谱系。在美国佐治亚州Satsurblia洞穴有2.5万年历史的土壤中，科学家们发现了来自以前未知的尼安德特人系的女性人类基因组，以及野牛和现已灭绝的狼的遗传痕迹。通过将墨西哥奇基维特洞穴中1.2万年前的黑熊DNA与现代熊DNA进行比较，科学家们发现，在最后一个冰河时代之后，洞中黑熊的后代向北迁徙至阿拉斯加。一名研究人员记录了墨西哥奇基维特洞穴中沉积物样本的位置。3实现历史性核聚变突破8月，美国国家点火装置 (NIF) 产生了一种聚变反应，这种反应产生的能量比点燃它所需的激光能量更多。NIF使用来自世界上最高能量激光的脉冲来压缩胡椒粒大小的氢同位素氘和氚胶囊。这种方法每次发射产生170千焦的聚变能量——远低于1.9兆焦的激光输入。但在8月8日记录显示，该能量飙升至1.35兆焦耳。研究人员认为这是燃烧等离子体的结果，这意味着聚变反应产生了足够的热量，可以像火焰一样通过压缩燃料传播。为了产生美国国家点火装置（NIF）的聚变反应，192束激光束会聚在一个微小的燃料芯块周围。4抗新冠强效药出现数据显示，美国默克公司的抗病毒药物莫奈拉韦可将未接种疫苗的高危人群的住院或死亡风险降低30%；而辉瑞公司的抗病毒药物PF-07321332，如果在出现症状的3天内开始服用，则可使住院率降低89%。科学家们强调，抗病毒药物不能取代疫苗接种，但它们仍然至关重要。如果新的奥密克戎变体导致突破性感染激增，它们的重要性将更加突出。美国默克制药公司的莫奈拉韦将未接种新冠疫苗的高危人群因病住院或死亡的风险降低了30%。5“摇头丸”可治疗创伤后应激障碍一项多中心、随机、对照试验发现，3,4-亚甲基二氧基甲基苯丙胺(MDMA) ，也就是我们常说的“摇头丸”的主要成分，显著减轻了创伤后应激障碍(PTSD)患者的症状。76名受试者，部分接受了3次MDMA治疗，部分接受了安慰剂指导治疗课程。2个月后，67%的接受MDMA治疗的患者不再有PTSD症状，而安慰剂组则仅有32%。研究人员对创伤后应激障碍（PTSD）使用MDMA治疗。6单克隆抗体治疗传染性疾病今年单克隆抗体 (mAb)开始在对抗新冠病毒和其他威胁生命的病原体，包括呼吸道合胞病毒 (RSV)、HIV 和疟疾寄生虫等方面显现出效果。到今年年底，已有3种用于治疗新冠病毒的单克隆抗体获得FDA紧急使用授权。科学家还正在开发针对流感、寨卡病毒和巨细胞病毒的单克隆抗体。两个旨在预防所有婴儿呼吸道合体病毒(RSV)的候选药物被寄予厚望。单克隆抗体或将成为传染病武器库中的“标配”。艺术家描绘的单克隆抗体（红色和蓝色）攻击新冠病毒（紫色）的概念图。7“洞察”号首次揭示火星内部结构自“扎根”火星以来，美国国家航空航天局（NASA）的“洞察”号火星探测器在其着陆点测量了大约733次地震。科学家基于其中35次地震的数据，揭示了火星的内部结构，估计了火星地核的大小、地幔的结构和地壳的厚度。这也是科学家第一次使用地震数据来探测地球以外行星的内部，这是了解火星形成和热演化的重要一步。地震波显示火星有一层薄薄的地壳、浅层的地幔和一个异常大的液体核心。8粒子物理学的标准模型出现“裂缝”4月7日，美国费米国家加速器实验室进行的缪子反常磁矩实验显示，缪子的行为与标准模型理论预测不相符。研究报告称，巨大的、不稳定的类电子粒子——缪子，比最初预测的更具磁性。此外，费米实验室里的质子加速器也可以大量制造缪子。研究人员现在正在仔细检查今年的计算结果，如果成立，并且理论和实验结果之间的差异持续存在，可能将标志着有50年历史的粒子物理标准模型的预言失败，或打开物理学变革之门。在美国费米国家加速器实验室的这个环内，缪子像指南针一样在磁场中旋转，精确度为十亿分之三十。9CRISPR基因编辑疗法对人类疗效首次证明基因编辑工具CRISPR于2020年首次显现出或可治愈镰状细胞病和β—地中海贫血患者的功能。今年，科学家们更进一步，直接在人体内部署CRISPR-Cas9。在小型研究中，该策略减少了一种有毒的肝脏蛋白质，并适度改善了遗传性失明患者的视力。6月26日，美国Intellia医药公司和再生元公司科学家在6名患有一种名为转甲状腺素淀粉样变性病的罕见疾病的患者身上测试了他们的治疗方法。结果显示，所有参与者的畸形蛋白质水平均下降，其中两名接受高剂量注射的人的蛋白质水平平均下降了87%。来自CRISPR注射的引导。RNA（蓝色）将DNA切割酶（白色）引导至其目标（橙色）。10体外胚胎培养为早期发育研究打开新窗户通常，老鼠胚胎在母鼠体外生长的时间为3到4天。但在3月，一个团队报告了一个将这一期限延长到11天的方案。该研究进展有望为子宫外孕育人类铺平道路。此外，还有科学家设计了被称为“胚泡”的关键胚胎阶段的替代品。一个研究小组从人类胚胎干细胞中复制了胚泡，并诱导了多能干细胞(IPS)。另一项研究发现，转化为诱导性多能性细胞的皮肤细胞会产生囊胚状结构。这些人造胚泡并不是真正的胚胎，但其中一些可作为某些研究的替代方案以减少伦理争议。5月，国际干细胞学会宣布放宽人类胚胎培养“14天规则”，进一步提振了该领域的研究。一只老鼠胚胎在一个旋转的罐子里生长。这样的胚胎可以帮助研究人员更好地了解人类发育的早期阶段。

阿美特克集团旗下拥有175+家世界一流的品牌，各品牌业务遍及全球各地，为商用航空、自动化与制造业、测试测量与检测、医疗健康、能源生产与供应、研究与开发6大关键领域提供全球性解决方案。解决最具挑战的问题，让世界更美好，这是阿美特克一直在做的事情。每个月，阿美特克会介绍旗下一个品牌——“品牌故事”系列专题由此产生。本月，小编带大家聚焦ZYGO，专注于精密测量仪器和光学系统开发的世界知名供应商。ZYGO公司是世界知名的精密测量仪器和光学系统专业设计和制造企业，总部位于美国康涅狄格州，业务部门遍布全美及世界各地21个分支机构。2014年，ZYGO加入阿美特克(AMETEK)集团，成为超精密技术业务部门中的一员。ZYHO产品影响力ZYGO超越半个世纪的发展，为创造更美好的世界做出了杰出贡献。ZYGO产品为各种市场和应用提供创新的解决方案。这些高精度产品包括：纳米位置传感器嵌入在一些用于制造驱动消费电子产品芯片的最先进的光刻机中，其专业技术以纳秒的速度提供纳米级位置信息分析，同时监控在超过10 G的加速度下运动的遮光板或晶圆台。3D光学轮廓仪对关键组件进行表面形貌计量，并提供生产过程控制，使智能手机的摄像模块、显示器、光学传感器以及阳极氧化表面处理的表面质感等成为不可或缺的元素，为客户提供独特的触感。ZYGO的光学加工和计量产品还应用在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的国家点火装置（NIF）中，2022年，NIF首次在实验室环境中实现“能量净增益”，即核聚变反应产生的能量超过输入的能量。这项实验为新能源发展提供了科学基础，向几乎无限的安全及可持续清洁能源，迈出了关键一步。更详细的案例请点击查阅《ZYGO在可控核聚变项目中的应用》。认识ZYGO团队Mike在帮助客户在科学和技术领域推动可能性的极限方面发挥着关键作用。Mike对解决客户问题和拓展光学行业可能性充满激情，以使ZYGO始终处于创新的前沿。他说：“ZYGO的贡献正在帮助我们的客户改变世界。无论是推动高端光刻，晶圆检测应用，还是为大科学（NIF，LIGO）提供激光光学，ZYGO光学是现代生活许多方面的关键推动者。”AMETEK ZYGO | Mike光学运营总监他说：“我在ZYGO已经工作13年了，每天都能学到新的东西。ZYGO文化中的坚韧、毅力和对成功的追求是无与伦比的，这是我喜欢这个团队的一个重要原因。”

6月25日，世界著名零部件供应商辉门在上海举行了亚太总部暨技术中心的揭幕仪式。位于上海浦东新区的辉门亚太总部及技术中心占地9000平方米，全面投入使用后预计将雇用包括工程、销售、采购和其他行政职员在内约300人，员工总数将有望超过辉门在华所有运营机构的十分之一。　　“这不是终点，而是新的起点。”对于亚太总部和技术中心投入使用，辉门公司总裁兼首席执行官JoseMariaAlapont先生表示，“辉门将通过新成立的亚太总部和技术中心，进行最先进的技术开发、产品研发和测试工作，从而加大对发动机和车辆制造商的技术支持力度，确保公司为本地市场和出口市场提供先进的技术和创新。”　　作为辉门公司18家联网的工程和技术中心之一，位于上海的辉门亚太技术中心配备有先进的测功机、试车间及开发和测试新技术所需的一系列试验设备。该中心将为客户提供广泛的发动机和零配件测试，并从事辉门公司的新产品研发工作。　　在参观技术中心时记者注意到，包括发动机测试及众多基础的零配件测试条件与辉门位于美国底特律的技术中心不相上下，其中的一些仪器设备可能还要更新、更先进一些。以辉门最拿手的摩擦项目试验来看，其常态下和模拟高、低温状态下的试验手段都比较齐全。在试验室中，一些具有抗电磁干扰功能以及防热、阻燃功能的各式封闭式和开放式管状套件，也引起参观者不小的兴趣。　　实际上，早在上世纪80年代初辉门即进入中国开展业务。除了亚太总部和技术中心外，辉门在上海、青岛、安庆、南昌、武汉共有7家工厂，员工人数达2000名。辉门开发和生产的一系列基础件产品如活塞、活塞环、气门座圈、气门导管、轴承、密封系统、气缸垫、火花塞，以及摩擦产品、点火装置、底盘系统零部件和系统保护产品等，已经成为众多中国厂商信得过的产品。作为辉门公司的客户，参加揭幕仪式的吉利公司副总裁赵福全博士向记者表示，吉利与辉门已展开了多个领域的合作，辉门向客户提供的专注与服务是持续的，吉利从中获益颇多。　　作为为全球2000多个汽车平台和700多项动力总成提供技术与产品的公司，多元化、盈利性的可持续发展是辉门追求的方向。近5年，辉门在中国市场业务平均增长超过30%的基础上，今年一季度又取得了同比达98%的增长业绩。Alapont总裁表示，公司在注重全球战略的同时非常关注在新兴市场的发展，亚太总部和技术中心的建立说明公司不单单看重在中国发展的成本优势，而是更注重本地化研发能力和本地化人才的培养。

截至3月20日，在曙采超稠油蒸汽驱杜84-33-69井现场，辽河油田采油工艺研究院井下大功率电加热提干装置，自1月11日成功投运，已连续平稳运行70天，加热功率突破1兆瓦，在每小时5.5吨的注汽速度下，井底蒸汽干度提高36%。超稠油蒸汽驱杜84-33-69井现场这标志着世界首台套1兆瓦井下大功率电加热蒸汽提干装置试验成功，迈出了辽河油田实现能耗及碳排总量双控降的坚实一步，在国内外稠油热采领域开辟出一条崭新的绿电消纳、降碳减排之路。研究背景作为国内陆上最大的稠油生产基地，辽河油田主要通过蒸汽锅炉实现注蒸汽热采开发，期间产生的热损失会极大增加能耗和碳排放量，严重制约油田绿色低碳转型发展。油田生产现场为实现国家“碳达峰、碳中和”目标，辽河油田围绕集团公司“清洁替代、战略接替、绿色转型”发展战略，加大清洁能源替代和控碳减碳力度，油田公司加大了井下大功率电加热技术攻关力度，按照 400千瓦、1兆瓦、3兆瓦“三步走”战略部署开展技术攻关与应用，助力辽河油田实现绿色转型发展。井下大功率电加热技术采油院企业高级专家张福兴表示：“以往稠油注汽都是在井口烧天然气，这套装置通过电加热器实现井口内外转换，可以在井下对蒸汽进行二次加热，相当于一个地下的清洁锅炉，大大提高了加热效率，可以通过降低锅炉出口干度的方式减少天然气用量，与此同时通过电加热达到提升井底蒸汽干度的效果。”井下大功率电加热技术工作原理看似简单，但每次技术升级难度极大。十三年的攻关历程，才带来了井下大功率电加热技术的成功突破。2011年：率先研发出150千瓦、450℃电点火装备，在多个油田推广应用90余井次，增油降本效果显著。2021年：成功研发出国内领先的400千瓦井下大功率电加热提干技术。2022年：着手研究1兆瓦井下大功率电加热技术。2023年：成功研发出世界首台套1兆瓦井下大功率蒸汽提干装置。从400千瓦到1兆瓦，意味着什么？张福兴表示，这是革命性、颠覆性的突破。科研人员多次深入现场在没有任何成熟经验借鉴参考下，科研团队通过成百上千次理论计算、仿真模拟及室内试验，历时15个月研发，成功突破450℃高温、4千伏高电压绝缘、每米5000瓦高功率密度、外径38毫米极限预制工艺、井口长期高温高压密封技术等7大行业性难题，总体技术达到国际领先水平。项目组计划在深层SAGD、超稠油蒸汽驱开展包括杜84-33-69井在内的3口井先导试验3年，试验期内预计总节约天然气36.75万方，累增油1.2万吨。下一步，项目组将依托集团公司科技专项《稠油大幅度提高采收率关键技术研究》及板块公司先导试验项目《稠油开发井下大功率电加热技术研究与试验方案》，推动传统地面燃气锅炉向新型井下清洁蒸汽发生器转变，在规模推广1兆瓦大功率电加热技术的基础上，加快攻克3兆瓦井下蒸汽发生技术，全面提升电气化率，完成能耗结构调整、实现绿色转型发展。到2030年，井下大功率电加热技术将在辽河油田超稠油蒸汽驱、深层SAGD等领域实现规模应用。从世界首座电热熔盐储能注汽试验站到世界首台套1兆瓦井下大功率电加热蒸汽提干装置，永攀科研高峰的辽河人不惧失败不畏挑战再次攻克难关创造奇迹。

一、爆竹中的化学　　中国民间有&ldquo 开门爆竹&rdquo 一说。即在新的一年春节到来之际，家家户户开门的第一件事就是燃放爆竹，以&ldquo 噼里啪啦&rdquo 的爆竹声除旧迎新。春节燃放爆竹的同时，民间还喜欢放烟花。烟花没有爆竹清脆的声响，但却有变幻无穷、色彩纷呈的图案。绚丽多彩的烟花与声声爆竹相辉映，将节日的夜空装点得热闹非凡。　　我国人民燃放烟花爆竹已有二千多年历史。每逢喜庆日子，人们为了增加节日的欢乐气氛，燃放烟花爆竹。　　爆竹的主要成分是什么?烟花在空中爆炸时，为什么会绽放出五彩缤纷的火花?燃放烟花爆竹可以增加节日的喜庆气氛，但是近几年来，我国许多大、中城市相继做出禁止燃放烟花爆竹的决定。这是为什么呢?　　爆竹的主要成分是黑火药，含有硫磺、木炭粉、硝酸钾，有的还含有氯酸钾。制作烟花时是在火药中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，所以烟花在空中爆炸时，便会绽放出五彩缤纷的火花。例如，铝镁合金燃烧时会发出耀眼的白色光 硝酸锶和锂燃烧时会发出红色光 硝酸钠燃烧时会发出黄色光 硝酸钡燃烧时则会发出绿色光。　　当烟花爆竹点燃后，木炭粉、硫磺粉、金属粉末等在氧化剂的作用下，迅速燃烧，产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等气体及金属氧化物的粉尘，同时产生大量光和热、而引起鞭炮爆炸。纸屑、烟尘及有害气体伴随着响声及火光，四处飞扬，使燃放现场硝烟弥漫，硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物等严重污染空气。这些气体对人的呼吸道及眼睛都有刺激作用。燃放鞭炮不仅污染空气，飞扬的纸屑、烟尘落在地面上，还会影响清洁卫生。同时爆炸声如雷贯耳，据测定单个闪光雷爆炸时，其噪声至少在130分贝(dbA)以上，成为噪声公害。此外，每逢春节，由于燃放鞭炮而引起火灾，炸伤手臂、面部或眼睛的事故屡见不鲜。因此，禁止燃放烟花爆竹，对于保护环境，维护人民的正常生活秩序，都是十分有利的。　　二、五彩缤纷的烟花　　过春节时，家家户户都喜欢烟花。烟花是由筒壳体(纸、塑料、薄金属片等材料制成)，烟火剂，封口物质，附件(如尾翼底座、横担、轴、杆)，点火装置(如引线、擦火板、电点火头等)组成。它利用烟火剂燃烧或爆炸时产生的光、色、音响、气动、发烟等效应，使烟花成为一种供观赏品。　　烟花是在火药(主要成分为硫黄、炭粉、硝酸钾等)中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色(即&ldquo 焰色反应&rdquo )，所以烟花在空中爆炸时，便会绽放出五彩缤纷的火花。例如，铝镁合金燃烧时会发出耀眼的白色光 硝酸锶和锂燃烧时会发出红色光 硝酸钠燃烧时会发出黄色光 硝酸钡燃烧时则会发出绿色光。　　除了金属和金属化合物外，人们还会在烟花里加入不同剂量的氧化剂、助光剂和黏合剂。氧化剂在燃烧时会产生大量氧气，起到助燃和使烟花颜色更加鲜艳的作用 助光剂能大大提高烟花的亮度 黏合剂则用来将粉末状的化合物组成大小不一的光剂颗粒。如果把这些颗粒按一定的规则排列，就可以制成不同图案的烟花。如&ldquo 向阳花&rdquo 中间一圈放上发黄色光的颗粒，周围放上发绿色光的颗粒，到天空爆炸后，就会形成一朵绿叶扶衬的向日葵，美丽极了。　　烟花的颜色是由于不同金属灼烧，发生焰色反应颜色不同造成的。烟花是利用各种金属粉末在高热中燃烧而构成各种夺目的色彩的。使用不同金属就能产生不同效果，发出不同颜色的光芒　　焰色反应：　　钠(Na)：黄 锂(Li)：紫红 钾(K)：浅紫 铷(Rb)：紫　　铯(Cs)：紫红 钙(Ca)：砖红色 锶(Sr)：洋红 铜(Cu)：绿　　钡(Ba)：黄绿　　烟花爆竹的种类　　按燃烧效果不同，可将烟花产品分为以下十类：　　(1)喷花类：燃放时以喷射火苗、火花为主的产品 　　(2)旋转类：燃放时烟花主体自身旋转的产品　　(3)升空类：燃放时，由定向器定向升空的产品 　　(4)吐珠类：从同一筒体有规律地发射多珠的产品 　　(5)线香类：用装饰纸或薄纸筒裹装烟火药或在铁丝、竹杆、纸片上涂敷烟火药形成的线香状产品 　　(6)地面礼花类：放置在地面，从筒体内发射并在空中爆发出焰药效果的产品 　　(7)烟雾类：产生烟雾效果为主的产品 　　(8)造型玩具类：产品外壳制成多种形状，燃烧时或燃烧后能模仿所造形象或动作的产品 　　(9)小礼花弹类(直径不大于38mm)：弹体从发射管中发射到空中后，能爆发出各种花型图案或其他效果的产品。

1880年，法国物理学家居里兄弟发现，把重物发在石英晶体上，晶体某些表面会产生电荷，电荷量与压力成比例。利用压电材料的这些特性可以实现机械振动（声波）和交流电的相互转换。打火机的点火装置，就是利用此原理进行打火。后来压电材料广泛应用于各种传感器（如图1）中，例如换能器、传感器、驱动器、声纳、手机和机器人等方面。图1 压电陶瓷传感器压电效应的产生是晶胞中正负离子在外界条件作用下出现相对位移，使得正负电荷的中心不再重合，导致晶体发生宏观极化。压电电荷的流动方向取决并且遵循其陶瓷和晶体材料的晶格排列，因此压电陶瓷和压电聚合物复合材料的压电常数与其结构组成有着密切的相关性。美国弗吉尼亚理工大学的郑小雨（Rayne Zheng）教授及其实验室的博士团队使用3D打印的方式实现了新型压电材料的制造，并且采用这种方法制备了具有高压电特性的材料，实现电压在任意方向可被放大、缩小和反向的特征。图2 高灵敏度压电材料的合成以及3D打印制造图3 压电材料3D打印制造（弗吉尼亚理工大学） 这种压电材料的制造方法为：首先采用功能化剂（三甲氧基甲基丙烯酸丙脂）共价接到PZT（锆钛酸铅压电陶瓷）颗粒上合成表面功能化的压电纳米粒子，表面通过硅氧烷键在表面留下自由的甲基丙烯酸酯（如图2-a）；通过提高表面功能化水平，提高复合颗粒材料的压电相应水平，使之达到最大（如图2-b） 最后通过面投影3D打印方式实现纳米颗粒的粘接成型（如图2-c和图3）,最终得到需求的压电材料结构，其显微镜结构（如图2-d）。基于此项技术，压电新型材料在很多领域得到应用P1多功能柔性可穿戴智能材料通过电压激活后能够设计和制造出一系列新型智能材料。该三维材料具有任意形状，任意内部结构复杂度，并且每一个节点、单元和材料本身任意部位均具有压电感应功能，无需任何附加传感器即可实现电压输出。根据该材料的特性，开发出了柔性压电材料（如图4），为将来可穿戴柔性器件开发做好基础准备。图4 打印的柔性材料薄片（弗吉尼亚理工大学）P2自感应吸能材料及护甲由于这种智能材料各个部位均具有压电感应，其打印支撑的三维结构将无需任何附加传感器，并探测出任意位置的压力或者震动。现有传感技术和结构损伤检测当中，需要在各个位置上布满大量的压电传感器，并且对于复杂结构，需要通过复杂算法优化计算，最终来确定传感器阵列的布置。然而，这种自感应三维材料，则可以通过任意位置的压电结构材料，首次解决了这项难题，并且通过智能桥梁结构得到验证（图5）。图5 智能桥梁检测实验P3矢量传感领域通过人工晶格设计制成的压电超材料，可以很灵巧的实现矢量探测传感功能，通过利用改型材料不同结构有不同压力静电相应的特性，设计如图(6-b)所示的结构，并对不同方向进行压力测试，可以实现三个方向的不同压电系数的压电材料制备。图6 力方向感知测试国内西安交通大学陈小明教授也在应用3D打印技术研究压电材料，其将压电聚合物或陶瓷与光敏树脂混合制备成复合材料，然后将复合材料利用深圳摩方（BMF）的3D打印设备S140进行打印成型，从而制成相应的压电器件。除此之外，利用3D打印技术可以制备具有多种微结构的器件（图7），相比于传统的微纳加工工艺具有成型快，成本低，可定制化等优点。打印的微结构复合压电器件相比于平模，极大的提高了压电输出，器件性能成倍增加。图7 3D打印的多种微结构压电器件图BMF的S140（图8）设备打印光学精度达到10um，打印层厚10~40um，打印幅面最大能够达到94mm(L)*52mm(W)*45mm(H)，而且其支持多种树脂材料打印，例如韧性树脂、耐高温树脂、生物医用树脂、柔性树脂等等，能够最大限度的满足不同客户的科研需求。图8 S140设备简图通过3D打印来实现各向异性和定向效应的高响应性压电材料，有效促进了3D传感器材料方向的发展。通过这种材料，用户可以为目标应用进行设计、放大和抑制等操作模式。这种新型结构与功能的压电材料突破了传统传感器整列部署的模式，通过3D打印制造方式为未来智能材料设计提供了一种思路。官网：https://www.bmftec.cn/links/10

table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="600"tbodytrtd width="132"p style="line-height: 1.75em "成果名称/p/tdtd width="516" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "strong环境气氛爆炸预警传感器/strong/p/td/trtrtd width="132"p style="line-height: 1.75em "单位名称/p/tdtd width="516" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "中国科学院大连化学物理研究所/p/td/trtrtd width="132"p style="line-height: 1.75em "联系人/p/tdtd width="168"p style="line-height: 1.75em "关亚风/p/tdtd width="161"p style="line-height: 1.75em "联系邮箱/p/tdtd width="187"p style="line-height: 1.75em "guanyafeng@dicp.ac.cn/p/td/trtrtd width="132"p style="line-height: 1.75em "成果成熟度/p/tdtd width="516" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "□正在研发 □已有样机 □通过小试 √通过中试 □可以量产/p/td/trtrtd width="132"p style="line-height: 1.75em "合作方式/p/tdtd width="516" colspan="3"p style="line-height: 1.75em "√技术转让 □技术入股 □合作开发 □其他/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong成果简介： /strongbr/ 爆炸预警传感器适用于环境中任何可燃性气体、气溶胶或混合气体的爆炸限预警。当其浓度接近爆炸限但是还未到时，传感器提前发出报警。所研制的预警式爆炸传感器的探测原理是基于微化工强化反应原理，不论环境中可燃性气体的组成是什么，浓度为多少，只要在传感器内的微反应室内确实可以引起燃烧，但此时可燃物浓度还未达到环境条件下的实际爆炸限之前，传感器即发出警报。膨胀的气体在派出传感器的过程中，自由基全部淬灭。不会引发环境气体燃爆。 br/ strong主要技术指标： /strongbr/ 预警范围：低于正常燃爆下限30%~0%，或高于燃爆下限1%~30%，可设定。 br/ 预警气体：氢气/空气、乙炔/空气、甲烷/空气、液化气/空气、天然气/空气、煤层气以及气溶胶等混合气体、超细金属粉末、超细煤粉、有机溶剂气凝胶等。 br/ strong技术特点： /strongbr/ 该传感器主要由燃烧反应微池、微孔气体通道、点火装置、爆炸检测和报警系统组成。传感器对环境中可燃性气体或气溶胶或混合气体，在爆炸下限浓度达到设定值时即可报警。/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong应用前景： /strongbr/ 在煤矿安全、石油化工、天然气、煤加工、制氢、化工厂、油库以及可燃气体泄漏现场救护等领域有着广泛应用。市场容量为8000-10000台/年。/p/td/trtrtd width="648" colspan="4"p style="line-height: 1.75em "strong知识产权及项目获奖情况： /strongbr/ 授权国防专利1件。/p/td/tr/tbody/tablepbr//ppbr//p

2012～2013年推出的商品化原子荧光新产品见：2012~2013原子荧光光谱盘点：新产品　　3. 原子荧光分析技术的最新进展　　3.1 固体酸技术　　在常规实验室分析中，原子荧光所使用的酸均经过浓酸稀释得到。浓酸一般为具有极强挥发性、腐蚀性和刺激性的浓盐酸和浓硝酸，或者具有极强腐蚀性和脱水性的浓硫酸和浓磷酸。在使用上述酸时，需要在通风橱中使用移液管进行定量移取操作，同时需要采取严格的安全防护措施。北京瑞利分析仪器有限公司开发了一种精确定量的预制固体酸压片(图15)，以固体的酸替代液体的盐酸、硝酸、硫酸和硫酸，具有较好的便携性，安全性高，使用简单，可以大大简化分析过程。图15 预制固体酸片剂　　3.2 脉冲式自控低温点火原子化技术　　与原子化技术相关联的原子化器是原子荧光的核心器件，其主要作用是点燃氩氢火焰和实现蒸气发生反应过程中所生成待测元素气态物质的高效原子化。原子化器原子化效率的高低决定了分析灵敏度的强弱，原子化器的可靠性直接影响到原子荧光整机的稳定性。氩氢火焰的点燃与否和原子化器温度是否稳定是决定原子化器是否可靠的决定性因素，前者直接决定了分析信号的有无，后者则决定了分析信号是否稳定可靠。　　目前商品化原子荧光光谱仪普遍采用的原子化器，其功能主要分为：点火和控温。点火主要通过原子化器顶端的点火炉丝加热来实现。由于长期工作在在强腐蚀性的酸性环境中，且直接与空气接触，加速了其老化过程，最终导致点火失败，致使原子荧光无法正常检测。　　新&mdash 代脉冲式自控低温点火原子化技术(Pulse Firing Self-Controlled Temperature, PFSCT)，是北京瑞利分析仪器有限公司根据VG-AFS&ldquo 低温原子化技术&rdquo 的原理，开发的一种全新的点火和自动控温装置，基于脉冲式工作原理的陶瓷点火针和自控温正温度系数加热陶瓷材料，可以达到目前广泛应用的低温石英管原子化器点火技术相同的指标。该装置的优点：可以无需使用屏蔽气，氩气消耗仅为200 mL/min 平均功率仅为5 W,使用寿命可长达5年以上。点火装置采用全陶瓷材料，具有优异的抗腐蚀、抗老化性能和极佳的机械强度。　　3.3 数字化对光技术　　目前用于原子荧光空心阴极灯的对光系统一般均采用将入射光照射到某一个带有刻度线的平面上，然后进行目测的形式进行对光，对光结束后需要手动移去对光装置，因此对光的准确度较差，且无法实现对光的自动化和数字化，从而会影响分析结果的灵敏度和重复性。对于需要频繁更换空心阴极灯后的多次对光操作，根本无法保证多次对光过程之间光斑位置的一致性，因此长期测量结果的重复性也无法保证。　　在光源对光系统的设计上，北京瑞利分析仪器有限公司首次提出了基于四象限探测器的数字化对光技术(图16)，通过比较四个光电池的信号强弱，最终确定光斑位置偏移程度。当四个光电池的信号相同时，即完成光源的对光过程，不再需要人为肉眼判断光斑的实际位置，降低了对光过程的复杂程度。该项技术光路对准精度高、重复性好，可以自动监测及校准光源漂移，在原子荧光分析技术领域，尤其是空心阴极灯自动对光及光源漂移校准等领域具有较好的应用前景。图16 数字化对光系统1-空心阴极灯 2-透镜1 3-原子化器 4-观测点 5-透镜2 6-光电倍增管 7-透镜3 8-四象限探测器　　3.4 介质阻挡放电/低温等离子体技术　　介质阻挡放电(DBD)/低温等离子体技术(LTP)作为一种在分析仪器领域极具应用前景的技术，目前已经在由日本岛津公司与日本大阪大学原子和分子技术中心联合开发的Tracera高灵敏度气相色谱系统上实现了商品化。　　DBD技术在原子荧光的原子化技术领域已经显现出巨大的应用潜力，如图17所示为线筒式DBD放电结构：主要包括2个同心的石英管(外层：10(ID)*11(OD)*40mm(L) 内层：4(ID)*5 (OD)*35mm(L))和1个中心铜电极。内外层石英管间隙中通入屏蔽气，确保DBD放电产生的样品自由原子不被空气氧化。内层石英管外壁缠有一层铝箔用作放电外电极，内电极为套有铜电极的石英棒。外电极与内电极在高频交流电源的作用下产生介质阻挡放电，并形成等离子体放电区域，氢化物随载气通过该区域时被原子化在两个电极上施加交流电压(4.3～7.0 kV,20 kHz)时，腔体内产生稳定的放电。在测量As、Sb、Pb时，功耗分别为13.5，12.5和44 W,检出限分别为0.04，0.11和0.27 µ g/L。图17 DBD 原子化器结构纵切面图　　邢志等建立了低温等离子体( LTP)与原子荧光光谱仪( AFS) 联用直接检测 ABS 固体样品中 Hg 的方法。采用介质阻挡放电( DBD) 方式产生低温等离子体，剥蚀固体样品后产生的元素蒸气引入到原子荧光光谱仪进行检测。优化的实验条件为: DBD 外接电源的放电功率为 16～18 W，放电气体流速为 400 mL/min 采样距离为 1～5 mm 原子荧光光谱仪的原子化器高度为10 mm。测定 Hg 的检出限为 0.91 mg/kg，线性范围为91.5～1096 mg/kg 精密度( RSD, n = 7) 为 1.9%～2.3% 。对标准样品以及实际样品进行测定，测定结果与标准值与ICP-MS 及 CVG-AFS 一致，表明可作为直接检测固体样品的新型元素分析技术。　　3.5 恒压、恒流进样技术　　恒压、恒流进样技术目前已取得突破性的进展，采用密闭体系下精确控制的气体压力实现对液体进样的恒压、恒流驱动，见图18。依靠气体在储液罐中对液体施加恒定可控的压力，通过精确控制储液罐的压力和排液时间来驱动液体以恒压、恒流、定量的方式参与在线蒸气发生反应，有效解决了常规的蠕动泵和注射泵进样系统在蒸气发生反应的压力波动对火焰稳定性的影响，致使降低分析数据的重现性。该装置吸液、排液、系统压力精确控制和液位探测，具有极高的集成度和自动化程度，基本上对气体没有消耗，无需蠕动泵和注射泵等大功率器件，有效降低了系统功耗和成本。该装置适用于蒸气发生-原子荧光光谱仪或用于原子光谱类仪器的氢化物发生器等，提高其自动化和集成化程度。该项技术应用于原子荧光法，可获得重复性小于0.3%优异的技术指标。图18 恒压、恒流进样系统　　3.6 光致蒸气发生进样技术　　王秋泉等设计了基于Ag-TiO2/ZrO催化剂的在线光催化蒸气发生系统。无需KBH4，以纳米半导体催化剂的导带电子作为还原剂，实现了从SeVI到挥发性SeH2的直接还原(图19)，解决了KBH4体系中SeVI在没有预还原的情况下无法将SeVI直接还原为SeH2的问题。在流动注射进样模式下，以原子荧光作为检测手段，在UV/Ag-TiO2-HCOOH体系中，SeIV、SeVI、(SeCys)2和 SeMet的检出限分别为1.2、1.8、7.4和0.9ng/mL 而在UV/ZrO2-HCOOH体系中，SeIV、SeVI、(SeCys)2和 SeMet的检出限分别为0.7、1.0、4.2和0.5ng/mL 相对标准偏差RSD小于5.1%(n=9,1&mu g/mL)。图19 光催化蒸气发生进样技术　　3.7 电化学蒸气发生进样技术　　张王兵等建立了一种基于电化学氢化物发生-原子荧光联用的绿色分析方法，用于测定水和大米样品中超痕量镉。对影响镉分析信号强度的参数，如阴极材料、电解电流、增敏试剂、电解液等均进行了深入研究与优化。最终选用钛箔作为阴极材料，并考察了载气的引入位置对信号强度的影响。对存在的干扰及其去除方法进行了深入研究。在优化条件下，镉的检出限为0.15ng/mL 20ng/mL镉的相对标准偏差为3.0%。方法的准确度最终通过测量标准参考物质得到了验证。　　3.8 固体进样技术　　王昌钊等采用固体进样原子荧光镉分析仪，建立了对苹果及苹果粒中镉的直接快速分析方法。通过使用多孔石墨管作为电热蒸发器实现固体样品中镉的直接导入，并采用钨丝作为镉的捕获器来消除测量中的基体干扰。该方法不需要对样品做任何消解，不需要任何化学试剂，可直接固体进样进行测定。通过仪器条件的优化，对国家标准物质的测定结果进入真值置信区间，测试的准确性良好。仪器检出限 1pg RSD 5% (100pg)。　　3.9 VG-AFS可测量元素的扩展　　近年来，进&mdash 步扩展蒸气发生-原子荧光光谱法可测量元素，扩展VG-AFS的应用领域已成为&mdash 个重要的研究方向。北京瑞利分析仪器有限公司开发出可以直接用于现有原子荧光仪器的分析方法和增敏剂，实现了Cu、Ag、Au、Co、Ni等元素的蒸气发生-原子荧光高灵敏检测。增敏剂针对元素的不同而不同，分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型可以直接溶解在硼氢化钾溶液中，Ⅱ型可以直接溶解在酸性样品溶液中，但是两者均具有相同的检测灵敏度效果。Cu、Ag、Au、Co、Ni等元素的检出限均小于3 ng/mL，重复性RSD小于2%，线性范围r大于两个数量级，线性相关系数大于0.998。　　4. 2012-2013年国内原子荧光制造商获得授权的专利　　来自国家知识产权局专利数据库的统计数据表明，2012～2013年国内原子荧光制造商申请原子荧光相关专利52项 (以公告日为准)，其中发明专利10项，仅占总申请数的19.2%，实用新型专利42项 获得授权专利60项 (以授权日为准)，其中发明专利9项，仅占总授权数的15%，实用新型专利51项。总体来说，代表着较高技术创新能力的发明专利数量偏少。虽然发明专利从申请到授权的时间较长，时间上存在一定的滞后性，但是一定程度上也体现了国内原子荧光制造商的创新能力，尤其是原始创新能力的不足。　　国内各原子荧光制造厂商2012～2013年专利的具体情况，见表1。表1 2012～2013年国内原子荧光制造商获得专利汇总　　5. 2012～2013年发表原子荧光光谱法的应用论文　　我国广大分析工作者在近两年里，应用VG-AFS在各个领域中开展了大量的分析方法研究工作，来自中国期刊网CNKI论文库的数据(篇名检索)表明，国内共计发表原子荧光光谱分析相关的各类论文的数量， 2012年发表了386篇 2013年发表了330篇，两年合计716篇。这几乎是平均每天有一篇文章发表，也是每年发表的论文数量较多的两年，说明VG-AFS的应用在我国得到迅猛的发展。　　6. 2012～2013年原子荧光光谱法最新颁布的国家和行业标准　　2012～2013年共计颁布与原子荧光光谱法相关的国家标准共34项，主要较多集中在冶金等领域。其中2012年颁布了15项 2013年颁布了19项，见表2。表2 2012～2013年颁布的与原子荧光光谱法相关的标准　　7. 结束语　　原子荧光是中国民族分析仪器产业的骄傲，自1983年我国首台WYD-2型科研样机的研制成功及迅速转化为XDY-1型商品仪器，便开始了我国原子荧光光谱仪的产业化进程。30年来经过科技人员的努力，我国的原子荧光光谱仪器迅速发展，特别是这两年更是突飞猛进，在国际上处于绝对领先的地位。　　然而，综观全局不难发现，数量之大却多是一味地模仿，缺少创新和特色无法，走出低端制造的困局。要实现&ldquo 中国制造&rdquo 向&ldquo 中国创造&rdquo 的转型升级，需要我们原子荧光研发人员厚积薄发与持续创新。原子荧光光谱仪器未来的发展，必须提高仪器的档次、研发专用化、小型化仪器相关技术，突破小功率低能耗、低温微型原子化器、新型激发光源、高效价廉的检测器和光纤技术等关键领域。强化基础研究，会发现广阔的发展空间。　　作者：北京瑞利分析仪器有限公司 梁敬　　梁敬(右)与原子荧光光谱仪发明人之一张锦茂先生(左)在2013年BCEIA展会

为广泛征求用户的意见和需求，了解中国科学仪器市场的实际情况和仪器应用情况，仪器信息网自2008年6月1日开始，对不同行业有代表性的“100家实验室”进行走访参观。2010年11月初，仪器信息网工作人员参观访问了本次活动的第五十七站：上海高分子材料研究开发中心(以下简称：中心)。上海高分子材料研究开发中心　　上海高分子材料研究开发中心成立于1999年7月，隶属上海市科学技术委员会。中心主要任务是面向社会，对高分子材料生产及相关应用企业、科研机构提供高分子材料领域的分析测试研究和检测等技术服务。　　上海高分子材料研究开发中心在2005年、2007年分别取得了中国合格评定国家认可委员会实验室认可(CNAS)和计量认证(CMA)等资质。同时，其也是上海公共研发服务平台的成员单位，由资深专家免费为客户提供有关橡胶、塑料等高分子材料产品的质量评估保证及试验等方面的咨询服务。上海高分子材料研究开发中心资质证书　　中心主要业务分四大类，包括：(1)各类高分子材料的样品(包括塑料、橡胶、纤维、涂料、催化剂、黏结剂、发泡剂等)的分析测试，包括相关检测样品的制作；(2)对样品的未知组成物及结构进行剖析；(3)为中小科技企业的研发提供配套服务，包括技术咨询、材料研发咨询、工艺制备咨询、整体解决方案的提供等；(4)在高分子材料(特别是新型材料)的应用领域(如汽车、造船、建材、纺织等)开展高分子材料的技术标准的研究和分析测试方法研究。　　目前，中心拥有气相色谱一质谱联用仪、扫描电镜、能谱分析仪、元素分析仪、气相色谱仪、液相色谱仪、红外光谱仪、紫外可见分光光度仪、热分析仪、各类力学性能测试仪器等价值千万元的仪器，设备配套齐全。 NETZSCH 热机械分析仪TMA202、差示扫描量热仪DSC204、热失重分析仪TG209　　TMA202：主要进行高分子材料线性膨胀系数、玻璃化转变温度的测定。　　DSC204：主要进行材料的熔点，玻璃化转变温度、结晶度、熔融焓测定。　　TG209：主要进行高分子材料热稳定性的评定，添加剂、共聚物和共混物、挥发物的分析，水分含量的测定，预测高分子材料使用寿命等。 INSTRON数显洛氏硬度计2000系列、摆锤式冲击机POE2000、电子万能试验机5567型　　2000系列：测定洛氏硬度。　　POE2000：主要进行塑料、陶瓷及复合材料试样的简支梁和悬臂梁冲击试验。　　5567型：主要进行各种材料的拉伸、压缩、弯曲物理性能及其在不同温度下的试验，具体测定拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、拉伸模量、压缩模量、弯曲模量等。 济南试验机厂磨损试验机、Haake转矩流变仪PolyLab　　M200：进行塑料及复合材料的摩擦磨损试验，测定磨损量、摩擦系数。　　PolyLab：测试聚合物粉末与液体添加剂的混合、复合、吸收性能、塑化性能；确定聚合物的流变参数，制备供分析测试用的聚合物样品，混合色母料，加入添加剂和排出挥发份，制备高分子合金和增强塑料，作为螺杆反应器制备超高分子量聚合物。 QUV耐侯试验机、日本电子JSM-5610高低真空扫描电镜(配能谱EDS)　　耐侯试验机：UV紫外老化，可靠的老化测试数据可对产品的耐候(抗老化)性做出准确的相关性预测，并有助于材料及配方的筛选、优化 快速、真实地再现阳光、雨、露对材料的损害，只需要几天或几周时间，可以再现户外需要数月或数年才能产生的破坏，包括褪色、变色、亮度下降、粉化、龟裂、变模糊、脆化、强度下降及氧化。　　JSM-5610：研究各种均相聚合物的结构及其断口形态特征与力学行为关系；研究多相复合体中各相的结构及其分布和相之间界面的状态；研究聚合物材料作为涂层、粘合剂、薄膜时，形成聚合物膜的结构及其粘结状态；研究纤维和织物的结构及其缺陷特征；一个检测器可以同时得到立体图像、构成图像、凹凸图像；对样品表面成分(元素)进行半定量、定量分析。 JC2000C1接触角测量仪、瑞士Metrohm库伦水分测定仪F-756型　　JC2000C1：主要测量液体对固体的接触角，即液体对固体的浸润性，也可测量外相为液体的接触角，该仪器能测量各种液体对各种材料的接触角，例如块状材料、纤维材料、纺织材料等，粉末样品在压片后也可测量；同时此仪器可测量和计算表面/界面张力、CMC、液滴形状尺寸、表面自由能。　　F-756：该仪器配有加热装置，可以将材料内部水分烘出，由载气带入滴定池，通过K-F试剂滴定，精确测定材料中水分含量。对材料中微量水分测定特别有效，可以用于塑料原料、成型材料及其它固体材料的水分检测。　　此外，上海高分子材料研究开发中心于2008年12月在上海青浦建成材料耐火阻燃实验室，该实验室可以执行中国船级社MSC Circ.1006燃烧测试，MSC Circ.1006标准广泛应用于船舶上燃烧性能的检测，是船级社认可的标准。实验室拥有耐火试验设备、阻燃试验设备。　　耐火试验设备：用丙烷等气体作为试验气体，可将火焰温度准确稳定地控制在1550~1600度，温度由两个精确的红外探头测定。本实验室的耐火试验设备可输出精确、直观的温度-时间曲线，数据可靠。　　阻燃试验设备：采用国外先进的电火花点火装置，功率可达1万瓦，锥形辐射器完全按照ISO5660制造，辐射照度稳定在50KW。整个试验流程完全为电脑程序控制，可精确测出点火功率、电流大小点火时间等数据，严格按照MSC Circ.1006标准进行试验。　　为发展上海和长江三角洲的高分子产业、发挥与高分子材料检测相关机构的联合技术服务优势，更好地为企业研发和生产服务。上海高分子材料研究开发中心与复旦大学 、交通大学、东华大学、 上海材料所、上海塑料所、上海橡胶所、上海涂料研究所等相关检测机构于2008年共同发起组建了“高分子材料检测服务联盟”。联盟秘书处筹备联络工作由上海高分子材料研究开发中心承担。　　联盟成员之间，优势互补，同时每年定期进行1～2次的能力对比试验；资源共享(仪器和设备)；相互提供检测标准的咨询、培训、讲座、现场技术指导等信息和技术支持；联合进行与检测技术与方法相关的课题、研发、剖析和检测等工作；联合争取国家与政府的政策与资金支持。　　联盟为社会和企业提供专业检测服务，也提供与检测相关的新产品标准、检测技术咨询和技术交流等服务。　　附录：上海高分子材料研究开发中心　　http://www.polymercenter.org/

2017年12月16-17号第四届全国食用香料香精新技术开发与应用交流研讨会在上海浦东新区华美达大酒店成功举行。上海人和科学仪器有限公司携知名品牌Grabner和Lum亮相此次交流研讨会。在此次会议现场，人和科仪带来的Grabner（格拉布纳）便携式全自动触摸屏闭口闪点测试仪MiniFlash Touch以及全自动微量蒸汽压测试仪MINIVAP VP VISION和来自LUM（罗姆）分散体系分析仪LUMiSizer一经亮相就受到了与会客户的广泛关注。 会议现场通过人和科仪的销售和应用工程们耐心细致的讲解，客户对产品有了一个更详细的了解： MINIFLASH TOUCH 全自动闭口闪点测试仪 香精香料化学品通常是以酒精或其他易燃有机试剂为基质或溶剂，属于易燃液体。由于它们的可燃性，这些化学品的运输及存储，普遍受到有关部门的监管，相关规定还要求生产厂商根据产品的闪点来划分可燃等级。传统测量方法需要较大的样品量进行测试，但由于香精香料属于产量小却高附加值的产品，这种测试方法的消耗成本必然很高。除此之外，香精香料在被加热和闪烁起火的时候，会释放能量并伴有难闻气体产生，为检测工作带来一定风险。为了帮助生产者解决香精香料传统闪点测试方法所带来的高样品需求量、难闻气体生成等问题，人和科仪引进并推出了Grabner Instruments产品家族的新成员——微量快速闭口闪点测试仪MINIFLASH TOUCH，可用于易挥发危险化学品及香精香料行业的闪点检测与安全评价。MINIFLASH TOUCH是一款可便携全自动闭口闪点测试仪，也就是说，用户可以将其带到野外现场进行快速测试。产品超大彩色触摸屏集成了Microsoft Windows 操作平台，完全兼容各种网络平台、计算机和LIMS系统，使得测试操作更为简单，测试过程更为直观。产品还具有用户权限设定、自定义闪点测试方法，以及标准用户与高级用户的分级管理功能。此外，更有几大特色使得MINIFLASH TOUCH从同类产品中脱颖而出，成为香精香料行业采购闪点测试仪器的优质之选。该款产品符合世界最安全的闪点测试标准——ASTM D6450和ASTM D7094，拥有先进的测试方法，是唯一具有可视化燃烧曲线分析的全自动闭口闪点仪器。几乎所有不同环境条件下的闪点测试过程都可以被它所模拟，用户只需修改控制参数，如加热速率、点火能量以及空气氧导入速率等即可实现。全自动8位进样器可选择，8个样品的连续测试时间少于45min，而且样品所需量极少（仅需1-2ml）。为了有效保护点火装置及测试精准度，产品安装了全自动点火与清洗程序，可自动清除点火系统附着的各种残留物质，并且采取连续闭杯设计使得整个测试过程不开杯，无任何明火。 自动微量蒸汽压测试仪MINIVAP VP VISION 除了备受瞩目的MINIFLASH TOUCH 可便携全自动闪点测试仪，人和科仪还带来了Grabner公司另一款精品——自动微量蒸汽压测试仪MINIVAP VP VISION。作为MINIVAP VPXpert的升级版，MINIVAP VP VISION是一台高度灵活的便携式蒸汽压测试仪，也是一台通过持久性和坚固性鉴定的展示其卓越工程能力的分析仪。MINIVAP VP VISION符合多项标准，结果等效于通过中国石化行业标准认证SH/T 0769-2005和SH/T 0794-2007。用户在使用时无需真空泵，也无需样品冷却前处理，只要一键式操作就可以完成蒸汽压测试。此外，仪器采用独特的三次膨胀法测量方法，使得测试结果更精确。1ml的样品需求量降低了测试成本，5min的测量时间使得测试更加高效。基于Grabner Instruments专利前沿的Cockpit™ 技术，产品支持自动仪器识别以及多地点多设备的数据和用户管理，支持远程设备配置、升级、诊断、维修和校准检测。无可披靡的网络功能使其成为了一台有着全球化特质的智能型测试仪，更赢得广大用户的赞赏。 目前，这款产品可用于检测汽油、航煤、原油、液化石油气和溶剂样品等的蒸汽压，普遍应用于企业实验室、生产现场或野外油品蒸汽压测试，程序升温下的挥发性研究，极低汽液比条件下的原油蒸汽压测试研究以及评估汽液比V/L研究等。会议现场，除了这两款产品外，人和科仪还带来了LUM（罗姆）分散体系分析仪LUMiSizer：LUMiSizer可以让您分析分层和沉淀现象，还可以进行粒度测量（ISO 13318 - 2），且不需要任何材料数据。同一时间测试12个样品，可以是不同粘度，温度，和实际浓度的样品。LUMiSizer是目前世界上唯一可以获得颗粒的速度分布而无需知道任何材料常数的分析仪。水性、非水性分析，牛顿液和非牛顿液系统–由您选择。您可以测量浓度，形状，和胶体力对颗粒大小分布和稳定性的影响。您可以创建自己的特殊功能或常规的工作方式。无论哪种方式，您都可以准确测量和预测理想和非理想粒子行为。该系统出色的精度可以确保所有颗粒的尺寸分布在很短的时间内被测量出来。通过对整个样本的即时数据收集来获取意想不到的结果，从而确定粒径分布，确定非线性来解决多模态特征。不妨把LUMiSizer与LUMiFuge作比较，LUMiSizer可直接进行稳定性及粒径分析的新产品。它可以做所有LUMiFuge能的事情，而且只会更多。除了直接测量稳定性和保质期，也可以使用最高的行业规范和标准（ISO 13318-2）来区分在絮凝和非凝絮的分散体，测试粒径分布。在粒径大小允许的光谱覆盖范围，支持多波长。从而能够更好的帮助客户确定产品的货架期。 同时欢迎点击我司网站 www.renhe.net 查询更多产品优惠信息添加微信号“renhesci”，加入人和科仪的微信平台，即刻成为人和大家庭中的一员。 上海人和科学仪器有限公司 上海市徐汇区漕河泾开发区桂箐路69号桂箐园25号楼1楼（200233） 电话：021-6485 0099 传真：021-6485 7990 公司网址: www.renhe.net E-mail:info@renhesci.com【上海人和科学仪器有限公司数十年来一直致力于提升中国实验室水平，从提供全球一流品质的实验室仪器、设备，到为客户度身定制系统的实验室整体解决方案，通过专业、细致和全面的技术支持服务实现“为客户创造更多价值”的承诺。主要代理品牌：TRILOS、DRAGONLAB、FUNGILAB、BRUINS、GRABNER、EXAKT、ATAGO、ART、ILMVAC、IKA、MIELE、MEMMERT、KOEHLER、YAMATO、海洋光学、全谱科技等。】

今年1月1日，新修订通过的《科学技术进步法》正式实施。在这部象征着国家科技创新体系的最新顶层设计的法典中，国家实验室首次作为国家战略科技力量的重要组成部分被提到，且居于第一位。早在2017年，科技部就明确表示“将按照‘成熟一个、启动一个’的原则，在重大创新领域启动组建国家实验室”以来，各大省份已相继以“国家实验室”预备队为目标，组建省实验室。而一批高校，已经参与其中。国家实验室“预备队”，来了！2020年7月，「启元实验室」在北京成立。这一依托清华大学建设、运行与管理的独立法人实验室，拥有10万平米的独立园区，科研团队将达到3000人，从规模上看，已经不亚于一所全新的“研究型大学”。近年来，与启元实验室定位相似、规模相当的各类「省实验室」，正在全国各地如雨后春笋般涌现，它们的目标只有一个：国家实验室。作为当前中国实验室体系中等级最高、数量最少、投资最大的实验室，国家实验室已然成为战略资源高度集中的“兵家必争之地”。截至2022年4月，全国各地已有近百家“省实验室”正式揭牌或启动筹建，其中有超过50%依托高校筹建，具体如下：作为中国科研体系中最高级别的存在，1980年代至1990年代，中国已分别建立了三个国家实验室：依托中国科学技术大学在合肥建立的国家同步辐射实验室，依托中国科学院高能物理研究所建立的北京正负电子对撞机国家实验室，依托中国科学院近代物理研究所在兰州建立的兰州重离子加速器国家实验室。三大国家实验室分别对应中国第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源、中国第一台高能粒子加速器北京正负电子对撞机（BEPC）、中国第一台大型重离子加速器系统兰州重离子加速器（HIRFL）等三大“大科学”装置。此后，2000-2013年间，科技部又相继批准了北京分子科学国家实验室等7个试点国家实验室。然而由于经验缺乏、投入大、管理难和运行复杂等诸多原因，试点国家实验室在筹建之后遭遇“愁建”，“筹”字迟迟难以去除。2017年，国家实验室建设工作有了新的起点。科技部发文《关于批准组建北京分子科学等6个国家研究中心的通知》，除青岛海洋科学与技术国家实验室外，其余6个试点国家实验室转为“国家研究中心”。去年3月，《2021年政府工作报告》中宣布我国已“成功组建首批国家实验室”，并将引领“战略科技力量”的使命赋予国家实验室。从某种程度上来说，新一轮国家实验室建设所对标的，正是美国国家实验室体系。使命美国国家实验室，既美国能源部所属的17家国家实验室。大多都是因二战时期美国研制原子弹的曼哈顿工程而组建，目前已经发展成大型多学科研究机构。作为美国最顶层的科研机构，国家实验室被视为美国国家科研体系的引领者和重要支柱，是美国科研发展均衡并保持强大实力的重要原因之一，国家科研体系中的“定海神针”。美国国家实验室聚焦“重要基础前沿研究、关系国家竞争力和国家安全的战略性高技术研究、未来技术先导性研究、产业通用技术和共性技术研究、重大与关键科技创新平台和基础设施、颠覆性技术等等”。它们最大的特点之一，就是排除可由高校和工业界在短期内能够解决的问题，只进行需要长期稳定投入的战略性必争领域研究，甚至极端到“非需长期稳定投入的领域不建”的程度。比如，美国研究受控核聚变的“国家点火装置”就是由LLNL建造，ORNL的“泰坦”、“高峰”超级计算机也进入了世界超级计算机TOP500且多次排名第一。美国国家实验室与高校、工业界构成了其科研体系的三大支柱。国家实验室在稳定性和前瞻性方面弥补了其他两部分组成的先天不足，具有不可替代的地位。历史性布局面向国家重大战略需求和未来科技发展的战略制高点，在国家科技创新基地建设中发挥引领作用——这一重要历史角色注定将由“国家实验室”来扮演。从摸索与革新中一路走来，我国布局和建设国家实验室的决心愈加坚定。2018年5月22日，科技部提出：“以国家实验室为引领布局国家战略科技力量，先行组建量子信息科学国家实验室，启动重大领域国家实验室的论证组建工作”。28日，习近平在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上强调：“要高标准建设国家实验室，推动大科学计划、大科学工程、大科学中心、国际科技创新基地的统筹布局和优化”。2019年1月，科技部强调，要“强化国家战略科技力量。围绕国家重大战略需求，抓紧布局国家实验室，形成国家创新体系的核心和龙头”。2021年3月，我国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要正式发布。其中，第四章“强化国家战略科技力量”第一节强调，将聚焦量子信息、光子与微纳电子、网络通信、人工智能、生物医药、现代能源系统等重大创新领域组建一批国家实验室，重组国家重点实验室，形成结构合理、运行高效的实验室体系。随着建设国家实验室正式写入《科学技术进步法》，各省市愈加干劲十足，纷纷落子布局。接下来，新一轮国家实验室建设成效如何，下一批国家实验室又将花落谁家，让我们拭目以待。

仪器信息网讯 2013年3月13日，广州国际分析测试及实验室设备展览会暨技术研讨会(CHINA LAB 2013)在广州保利世贸展览馆隆重举行。　　本次展会，参展商范围主要集中在“试剂生产制造、实验室常规设备制造、分析测试仪器生产、仪器耗材配件制造”四个领域，部分企业带来了新推出的产品和解决方案。之前，我们为大家报道了“试剂生产制造企业”和“实验室常规设备制造企业”的参展情况(详情参见：广州国际分析测试及实验设备展览会隆重举办)，接下来继续为大家介绍“分析测试仪器生产企业、仪器耗材配件制造商”的参展情况。　　分析测试仪器生产企业：　　海能仪器：海能仪器重点介绍了其近期推出的三款新品：MP470全自动熔点仪、TANK微波消解仪和T920全自动滴定仪。　　海能MP470全自动熔点仪，是国内首创的全自动视频熔点仪。独创的双彩屏实时显示技术，用户可直观观察样品融化过程和分解温度，方便监测整个实验过程，并将视频技术完美地融入了熔点测量，并实现了保存、回放、摄录等功能，用户可通过视频观察颜色变化和分解温度；全面的一体化保温设计，从而使测量更稳定更精确，同时抵抗外界环境干扰的能力也越强。仪器可广泛应用于化学工业、医药研究中。　　TANK 微波消解仪采用国际先进的双磁控管变频微波加热系统，实现了大功率微波均衡磁场安全加热；采用了多重苛刻的安全保障机制，确保TANK拥有很高的安全性能与样品回收率。　　T920全自动滴定仪是国内首台带16位的全自动进样器的全自动滴定仪，可以满足用户每天分析大量的样品的需求；为中国首款设计最多可同时安装两套自动滴定管的全自动滴定仪，减少在更换试剂时进行反复清洗所浪费的时间；是中国第一台内置移液泵的全自动滴定仪，弥补了用户在滴定过程中往往需要添加辅助试剂的需求(如自动加酸酸化，加水稀释等)。最多可使用3个移液泵，它们可同时或单独使用，使用户在滴定过程中的每一个阶段，能够实现自动化。海能MP470全自动熔点仪 TANK微波消解仪T920全自动滴定仪　　天津市拓普仪器有限公司展出的TP720紫外可见近红外分光光度计能同时覆盖紫外可见近红外工作波段。该产品采用双光栅、双接收器设计，接收器选用光电倍增管及硫化铅进口器件，保证了仪器工作波段覆盖紫外可见、近红外区，波长范围：190-2800nm。天津市拓普仪器有限公司TP720紫外可见近红外分光光度计　　上海仪电科学仪器股份有限公司(原上海精密科学仪器有限公司)在本次展会展出了GC128气相色谱仪，该仪器主要提高了FID收集极的收集效率，降低信号噪音，提高了灵敏度。包括将点火装置和高压分开,降低信号噪音, 装配可靠性和一致性好, 用镍铬丝取代原先用的铂金丝点火可大大降低制造成本；在原来喷嘴的基础上增大极化极的发射面积提高信号收集效率, 从而提高灵敏度和降低最小检测限。该仪器最小检测限MDL可以达到≤3×10-12g/s, 属国内领先水平。上海仪电科学仪器股份有限公司GC128气相色谱仪　　上海光谱仪器有限公司展出了其最新推出的SP-756P紫外-可见分光光度计。该仪器具有准确的波长自动校正功能，开机后根据光谱特性自动进行波长检测和校正，以获得最佳波长精度，无需担心仪器的波长是否准确；光源位置自动检测，并自动寻找最佳能量位置；自动光源切换，可根据需要改变光源切换点；可控制氘灯和钨卤素灯的开和关；2nm光谱带宽符合药典的要求；200-1000nm的波长范围，可满足绝大多数有机和无机样品特别是生命科学领域的样品的定量分析需要。SP-756P紫外-可见分光光度计　　大昌华嘉商业(中国)有限公司重点推出了由其代理的英国百康Biochrom 30+全自动氨基酸分析系统，是目前中国市场上唯一获美国FDA豁免验证，并符合联邦药物、食品和化妆品条款510 (k)的氨基酸分析系统。其采用陶瓷泵，避免了传统不锈钢泵头被含高盐的缓冲液侵蚀的危险；全电脑控制，整合式视窗作业环境，操作简便；柱子可自行装卸清洗，使用寿命较长。大昌华嘉商业（中国）有限公司Biochrom 30+ 全自动氨基酸分析仪　　　　日本电子株式会社(JEOL)本次展会则只带来一款仪器——JSX-3400RⅡ能量色散型荧光X射线元素分析仪。JSX-3400RⅡ是日本电子株式会社推出的08年新一代高性能能量色散型荧光X射线元素分析仪。该设备具有出众性能指标，不仅能很好对应RoHS指令、ELV指令和其他环境指令相关元素分析，还对卤素Cl高精度测试分析，能同时达到无卤测试及ROHS测试。JSX-3400RⅡ能量色散型荧光X射线元素分析仪　　仪器耗材配件制造商：德国楷孚贸易（上海）有限公司 通用电气医疗集团生命科学部 广州菲罗门科学仪器有限公司 捷锐企业(上海)有限公司 广州洁特生物过滤制品有限公司　　关于广州国际分析测试及实验室设备展览会暨技术研讨会(China Lab)　　广州国际分析测试与实验室设备展览会暨技术研讨会(China Lab)是国药励展与广东科展联手打造的仪器试剂类的专业展会，致力于服务实验室技术和建设的完整价值链。展会立足华南，辐射中国和整个东南亚地区，以实验室仪器设备、试剂以及消耗品为核心，涉及实验室规划、设计、建造、运营、软件、管理、投资等内容。通过展览会及论坛等形式为实验室领域专业人士提供宣传、贸易、交流、学习广州分析测试及实验室设备展览会的互动平台，为实验室提供完整解决方案。详细请参阅www.chinalabexpo.com。

不久前，中科院发布科技支撑“双碳”战略行动计划，先进核能技术是重点攻关的关键技术之一。在各类减少碳排放的清洁能源中，核能是令人又爱又惧的存在。作为清洁能源，核能可以有效减少碳排放，成为替代化石能源的希望，但它也是悬在人们头顶的达摩克利斯之剑，美国三英里岛核事故、苏联切尔诺贝利核事故、日本福岛核泄漏，一次次核事故给核电发展蒙上阴影。怎样在助力“双碳”目标实现的同时，让核电技术更安全可靠、更可持续？这是中科院的科学家们一直在探索的问题。核裂变能技术：榨净核废料，丰富核燃料2016年，中科院院士詹文龙曾前往美国华盛顿州哥伦比亚河畔的汉福德镇参观。那里是美国发展核武器后最大的放射性核废料处理厂区。那里存放着含强化学腐蚀、强放射性核废液的锈迹斑斑的大罐子。詹文龙至今记得当时触目惊心之感：“美国现在一年要用20亿美元去维持那里的安全。”这让他更加坚定了一个想法：在我国发展一种能够更安全、更经济地处理核废料的技术。在科学家眼中，核废料并不是“废料”，而是可以继续利用的“乏燃料”。早在2011年，中科院就启动了“未来先进核裂变能—ADS嬗变系统”战略性先导科技专项（简称ADS先导专项），目标是利用加速器产生高能质子，驱动乏燃料继续“燃烧”。由于加速器停止运行时，燃料就能停止“燃烧”，这一技术也被国际公认为最有前景的利用嬗变安全处置长寿命核废料的技术途径。到2016年詹文龙赴美参观时，科学家们已经突破了一些ADS的关键核心技术，并且完成了一种新方案的设计，即一种能把乏燃料“吃干榨净”的、具有更高性价比的“加速器驱动先进核能系统”（ADANES）。新方案由两部分组成，一是将已有的ADS技术工业化，二是研制乏燃料再生循环利用系统（ADRUF）。前者相当于“造炉子”，后者相当于“造燃料”。詹文龙介绍，根据这一方案，铀资源的利用率将由目前的不到1% 提高到超过95%，最终只需处置少于5%的核废料，其放射性寿命将由数十万年缩短到五百年内，还可燃烧30%的钍资源，这将支撑核电发展成千上万年。在实现碳中和目标的同时，还能产生可用于精准靶向放疗及核移动电源的珍贵同位素。就在ADANES方案如火如荼地推进之时，与ADS先导专项同时启动的“未来先进核裂变能—钍基熔盐堆核能系统”（TMSR）先导专项也初见成效。“在2011年启动‘未来先进核裂变能’先导专项前已经明确，中科院要做核能领域的科技创新。我们分析形势之后认为有两个切入点，一个针对核废料安全隐患和环境影响的问题，研发核废料安全处理处置技术，将需要地质处置的核废料最少化；另一个针对铀—235核燃料匮乏问题，研发将钍—232用作核燃料的技术，以实现核燃料来源的多样化。”中科院重大任务局材料能源处时任处长、中科院赣江创新研究院纪委书记彭子龙在回忆先导专项立项经过时对《中国科学报》说。TMSR先导专项计划用20年左右的时间，在国际上首先实现钍基熔盐堆的应用，同时建立钍基熔盐堆产业链和相应的科技队伍。2017年11月，中科院与甘肃省签署四代先进核能钍基熔盐堆战略合作框架协议。至2021年5月，TMSR主体工程已基本完工。核聚变能技术：东方超环与神光在发展核裂变能的同时，中科院还有一批科研人员在探索另一类未来先进核能技术——可控的核聚变能技术。“聚变能是核能发展的最终目标，聚变能可以为碳中和的实现作出重大贡献。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说。核聚变相当于用力把一堆原子捏到一起，然后释放出能量。核聚变反应条件苛刻，不仅需要达到千万甚至上亿摄氏度的高温，还需要巨大的压力。因此，如何触发反应，是核聚变能技术的一大难点。彭子龙告诉《中国科学报》，中科院科研人员在核聚变能技术上有两个努力方向，一是磁约束的核聚变，二是惯性约束的核聚变。磁约束核聚变，是通过托卡马克装置产生强大的磁场，把等离子体约束在尽可能小的范围内并将其持续加热并维持在数千万甚至上亿度的高温，以达到核聚变对温度的要求。早在上世纪70年代，位于合肥的中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所就开始了核聚变相关研究，并于上世纪90年代启动磁约束的核聚变能技术——超导托卡马克的研究。2006年，被誉为“人造太阳”的东方超环正式建成，成为我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置。同年，以中科院为主导的中国团队加入国际热核聚变实验堆计划，成为全球探索“人造太阳”新能源队伍中的重要一员。2021年12月30日，东方超环实现7000万摄氏度下长脉冲高参数等离子体持续运行1056秒，这是人类首次实现人造太阳持续脉冲过千秒。惯性约束核聚变，是将聚变材料制成仅约一两个毫米的靶丸，然后从四面八方均匀射入高能激光束以持续压缩并最终引爆小球，形成微型“氢弹”爆炸，产生热能。为了验证这种原理，美国在2009年建成了国家点火装置（NIF）。在我国，上世纪60年代，中科院上海光学精密机械研究所开启了我国激光惯性约束核聚变能的研究历程。上世纪80年代，为了追赶国际研究的步伐，上海光机所开始了大型综合性激光装置——“神光”的预研工作，并于1986年建成，1994年装置退役后被称为“神光—I”。2000年和2015年，我国又先后建成神光—II激光装置和神光—III主机激光装置并投入使用。面向2060：科学家们的梦想从2011年至今的10多年里，“未来先进核裂变能”先导专项的发展历程与现状让彭子龙看到了中科院在开展先进核能技术方面的优势。“当初，我们酝酿研讨先导专项的时候，内心瞄准的是30年以后的事情。”彭子龙说，作为国立科研机构，中科院必须更加前瞻分析需求和挑战，基于科学本源、科学规律思考解决方案。在明确目标之后，中科院动员起了规模大、学科全的综合创新力量。“每个先导专项都是十几个研究所共同参与的。”彭子龙回忆。他感慨，作为国家战略科技力量，中科院的使命定位决定着其具有更强的创新能力和欲望。“国家要创新，中科院能创新。”彭子龙说。面向碳中和目标，科研人员又一次鼓足了干劲。作为先进核裂变能的研究者，詹文龙有一个梦想：在广袤无人的沙漠戈壁滩上，建一片清洁能源的绿洲，将太阳能、风能与更安全可靠的核能技术整合在一起，源源不断地向千家万户输出清洁无污染的电力能源。詹文龙介绍，他们已突破ADS关键核心技术，2020~2027年将高标准高质量按计划建成国家重大科技基础设施“加速器驱动嬗变研究装置”（CiADS）；针对ADRUF，同期建成模拟燃料示范的乏燃料干式处理生产线。同时，实现ADANES整体方案优化；突破强辐照下稀有同位素量产关键技术与工艺，开展精准放疗同位素的量产。按技术进展，到2032年，他们将突破ADRUF关键核心技术，完成热室系统建设并进行再生核燃料研发，并完成基于CiADS的燃烧示范；争取国家重大科技基础设施“高密度能源燃料研究装置”完成立项，建设超强宽谱辐照设施及相关核材料研发平台。到2035年后，他们将完成ADANES集成优化与工业应用示范，为碳中和提供硬科技支撑，并实现产业化。作为先进核聚变能的研究者，宋云涛也有一个梦想：10年内建成未来核聚变发电站的示范工程，真正实现聚变堆发电。“时间紧迫，中国有自己的‘时间路线图’。按照现有技术，用10年时间建成核聚变发电示范工程是完全可以实现的，用不了多久，人类就可以点燃核聚变这个‘大煤球’。”宋云涛说。无论是过去、现在还是未来，中科院的科研人员一直向着更安全、更可靠、更经济的核能技术努力。正是这些延续了10年、20年、半个多世纪的坚持，让中国先进核能技术的发展前景有望，让中国碳中和目标的实现未来可期。

作者：倪思洁 来源：中国科学报不久前，中科院发布科技支撑“双碳”战略行动计划，先进核能技术是重点攻关的关键技术之一。在各类减少碳排放的清洁能源中，核能是令人又爱又惧的存在。作为清洁能源，核能可以有效减少碳排放，成为替代化石能源的希望，但它也是悬在人们头顶的达摩克利斯之剑，美国三英里岛核事故、苏联切尔诺贝利核事故、日本福岛核泄漏，一次次核事故给核电发展蒙上阴影。怎样在助力“双碳”目标实现的同时，让核电技术更安全可靠、更可持续？这是中科院的科学家们一直在探索的问题。核裂变能技术：榨净核废料，丰富核燃料2016年，中科院院士詹文龙曾前往美国华盛顿州哥伦比亚河畔的汉福德镇参观。那里是美国发展核武器后最大的放射性核废料处理厂区。那里存放着含强化学腐蚀、强放射性核废液的锈迹斑斑的大罐子。詹文龙至今记得当时触目惊心之感：“美国现在一年要用20亿美元去维持那里的安全。”这让他更加坚定了一个想法：在我国发展一种能够更安全、更经济地处理核废料的技术。在科学家眼中，核废料并不是“废料”，而是可以继续利用的“乏燃料”。早在2011年，中科院就启动了“未来先进核裂变能—ADS嬗变系统”战略性先导科技专项（简称ADS先导专项），目标是利用加速器产生高能质子，驱动乏燃料继续“燃烧”。由于加速器停止运行时，燃料就能停止“燃烧”，这一技术也被国际公认为最有前景的利用嬗变安全处置长寿命核废料的技术途径。到2016年詹文龙赴美参观时，科学家们已经突破了一些ADS的关键核心技术，并且完成了一种新方案的设计，即一种能把乏燃料“吃干榨净”的、具有更高性价比的“加速器驱动先进核能系统”（ADANES）。新方案由两部分组成，一是将已有的ADS技术工业化，二是研制乏燃料再生循环利用系统（ADRUF）。前者相当于“造炉子”，后者相当于“造燃料”。詹文龙介绍，根据这一方案，铀资源的利用率将由目前的不到1% 提高到超过95%，最终只需处置少于5%的核废料，其放射性寿命将由数十万年缩短到五百年内，还可燃烧30%的钍资源，这将支撑核电发展成千上万年。在实现碳中和目标的同时，还能产生可用于精准靶向放疗及核移动电源的珍贵同位素。就在ADANES方案如火如荼地推进之时，与ADS先导专项同时启动的“未来先进核裂变能—钍基熔盐堆核能系统”（TMSR）先导专项也初见成效。“在2011年启动‘未来先进核裂变能’先导专项前已经明确，中科院要做核能领域的科技创新。我们分析形势之后认为有两个切入点，一个针对核废料安全隐患和环境影响的问题，研发核废料安全处理处置技术，将需要地质处置的核废料最少化；另一个针对铀—235核燃料匮乏问题，研发将钍—232用作核燃料的技术，以实现核燃料来源的多样化。”中科院重大任务局材料能源处时任处长、中科院赣江创新研究院纪委书记彭子龙在回忆先导专项立项经过时对《中国科学报》说。TMSR先导专项计划用20年左右的时间，在国际上首先实现钍基熔盐堆的应用，同时建立钍基熔盐堆产业链和相应的科技队伍。2017年11月，中科院与甘肃省签署四代先进核能钍基熔盐堆战略合作框架协议。至2021年5月，TMSR主体工程已基本完工。核聚变能技术：东方超环与神光在发展核裂变能的同时，中科院还有一批科研人员在探索另一类未来先进核能技术——可控的核聚变能技术。“聚变能是核能发展的最终目标，聚变能可以为碳中和的实现作出重大贡献。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说。核聚变相当于用力把一堆原子捏到一起，然后释放出能量。核聚变反应条件苛刻，不仅需要达到千万甚至上亿摄氏度的高温，还需要巨大的压力。因此，如何触发反应，是核聚变能技术的一大难点。彭子龙告诉《中国科学报》，中科院科研人员在核聚变能技术上有两个努力方向，一是磁约束的核聚变，二是惯性约束的核聚变。磁约束核聚变，是通过托卡马克装置产生强大的磁场，把等离子体约束在尽可能小的范围内并将其持续加热并维持在数千万甚至上亿度的高温，以达到核聚变对温度的要求。早在上世纪70年代，位于合肥的中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所就开始了核聚变相关研究，并于上世纪90年代启动磁约束的核聚变能技术——超导托卡马克的研究。2006年，被誉为“人造太阳”的东方超环正式建成，成为我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置。同年，以中科院为主导的中国团队加入国际热核聚变实验堆计划，成为全球探索“人造太阳”新能源队伍中的重要一员。2021年12月30日，东方超环实现7000万摄氏度下长脉冲高参数等离子体持续运行1056秒，这是人类首次实现人造太阳持续脉冲过千秒。惯性约束核聚变，是将聚变材料制成仅约一两个毫米的靶丸，然后从四面八方均匀射入高能激光束以持续压缩并最终引爆小球，形成微型“氢弹”爆炸，产生热能。为了验证这种原理，美国在2009年建成了国家点火装置（NIF）。在我国，上世纪60年代，中科院上海光学精密机械研究所开启了我国激光惯性约束核聚变能的研究历程。上世纪80年代，为了追赶国际研究的步伐，上海光机所开始了大型综合性激光装置——“神光”的预研工作，并于1986年建成，1994年装置退役后被称为“神光—I”。2000年和2015年，我国又先后建成神光—II激光装置和神光—III主机激光装置并投入使用。面向2060：科学家们的梦想从2011年至今的10多年里，“未来先进核裂变能”先导专项的发展历程与现状让彭子龙看到了中科院在开展先进核能技术方面的优势。“当初，我们酝酿研讨先导专项的时候，内心瞄准的是30年以后的事情。”彭子龙说，作为国立科研机构，中科院必须更加前瞻分析需求和挑战，基于科学本源、科学规律思考解决方案。在明确目标之后，中科院动员起了规模大、学科全的综合创新力量。“每个先导专项都是十几个研究所共同参与的。”彭子龙回忆。他感慨，作为国家战略科技力量，中科院的使命定位决定着其具有更强的创新能力和欲望。“国家要创新，中科院能创新。”彭子龙说。面向碳中和目标，科研人员又一次鼓足了干劲。作为先进核裂变能的研究者，詹文龙有一个梦想：在广袤无人的沙漠戈壁滩上，建一片清洁能源的绿洲，将太阳能、风能与更安全可靠的核能技术整合在一起，源源不断地向千家万户输出清洁无污染的电力能源。詹文龙介绍，他们已突破ADS关键核心技术，2020~2027年将高标准高质量按计划建成国家重大科技基础设施“加速器驱动嬗变研究装置”（CiADS）；针对ADRUF，同期建成模拟燃料示范的乏燃料干式处理生产线。同时，实现ADANES整体方案优化；突破强辐照下稀有同位素量产关键技术与工艺，开展精准放疗同位素的量产。按技术进展，到2032年，他们将突破ADRUF关键核心技术，完成热室系统建设并进行再生核燃料研发，并完成基于CiADS的燃烧示范；争取国家重大科技基础设施“高密度能源燃料研究装置”完成立项，建设超强宽谱辐照设施及相关核材料研发平台。到2035年后，他们将完成ADANES集成优化与工业应用示范，为碳中和提供硬科技支撑，并实现产业化。作为先进核聚变能的研究者，宋云涛也有一个梦想：10年内建成未来核聚变发电站的示范工程，真正实现聚变堆发电。“时间紧迫，中国有自己的‘时间路线图’。按照现有技术，用10年时间建成核聚变发电示范工程是完全可以实现的，用不了多久，人类就可以点燃核聚变这个‘大煤球’。”宋云涛说。无论是过去、现在还是未来，中科院的科研人员一直向着更安全、更可靠、更经济的核能技术努力。正是这些延续了10年、20年、半个多世纪的坚持，让中国先进核能技术的发展前景有望，让中国碳中和目标的实现未来可期。

大科学装置（large scale scientific facility）是人类发现自然规律、探索未知世界、实现技术变革的大型设施，是取得重大科学突破的保障之一。在中国，大科学装置也常被称为“国家重大科技基础设施”。大科学装置具有推进多学科综合交叉发展、突破高新技术瓶颈的强大支撑能力，是国之重器、科技利器。大科学装置具有明确的科学目标，建设时间长、体量大、投资大，产出是科学知识和技术成果，而不是直接的经济效益。按照不同的应用目的，大科学装置可以被分为专用研究装置、公共实验平台和公益基础设施3种类型。大科学装置已经成为衡量一个国家科技实力和综合国力的重要标志，是维护国家安全、促进经济社会可持续发展必不可少的重要基础设施。中国大科学装置发展基本情况中国大科学装置经历了从无到有、从小到大、从学习模仿到自主创新的过程（图1），在提高国家自主创新能力方面占据重要地位。20世纪80年代，中国以北京正负电子对撞机（BEPC）为标志开始了大科学装置建设的新阶段。之后以中国科学院为主导，陆续建设了一批大科学装置，对促进科技事业和其他各项事业发展起到了积极作用。目前，中国在建和运行的重大科技基础设施项目总量已达57个，数量位居全球前列。中国大科学装置在不同时期呈现出了不同的发展特点。图1 中国大科学装置发展历程1）萌芽期（1949年至改革开放前）。1949年之后，国家主要围绕“两弹一星”的研制工作，布局建设了一些如材料试验堆、点火中子源等研究设施。这些设施虽然不能完全称之为大科学装置，却是大科学装置的萌芽。2）起步期（20世纪80年代初至2000年）。这一阶段布局了10余个大科学装置，主要集中在高能物理学、光学、遥感科学等领域，且主要用于公益科技和专用研究。区域分布上主要以北京地区为主，依托单位基本为中国科学院各个院所。总体来说，此时期大科学装置布局不均衡，发展内容不够全面。3）发展期（2001—2010年）。这一阶段大科学装置呈现出均衡发展趋势，区域分布由北京为主扩展到了中国东部。其中“十一五”期间设施数量呈跨越式增长，共部署了散裂中子源、强磁场等12项大科学装置，覆盖了环境科学、地球科学、粒子物理与核物理、天文学、生命科学等领域，总投资超过60亿元。4）追赶期（2011至现在）。这一阶段中国对大科学装置进行了前瞻部署和系统布局，投入力度持续加大。中国的大科学装置建设无论从数量，还是从投入金额来看，都呈现逐年增加的趋势。在国家发展和改革委员会的规划组织和投资支持下，“十二五”期间，中国启动建设了地球系统数值模拟装置（Earth System Numerical Simulation Facility）、高海拔宇宙线观测站（LHAASO）、高效低碳燃气轮机试验装置等16项重大科技基础设施，总投资超过了100亿元“。十三五”期间，在基础科学、能源、地球系统与环境、空间和天文以及部分多学科交叉领域，按照“成熟一项、启动一项”的原则，启动建设了高能同步辐射光源、硬X射线自由电子激光装置等9项设施。“十四五”期间，中国拟新建20个左右国家重大科技基础设施，在数量和质量上有新的跃升。党的十八大以来中国大科学装置建设发展特点党的十八大以来，中国大力实施创新驱动发展战略，在大科学装置建设上多点发力。围绕战略导向、前瞻引领、应用支撑、民生改善等方面建设一批大科学装置。北京怀柔高能同步辐射光源（High Energy Photon Source，HEPS）已完成全部土建结构施工；合肥聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）园区已经启用；稳态强磁场、500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST）、散裂中子源等一批“国之重器”陆续建成使用；“慧眼”“悟空”“墨子”等科学实验卫星成功发射，“奋斗者”号全海深载人潜水器成功挑战马里亚纳海沟等。总之，近10年来，中国大科学装置建设持续推进，正在加速实现从跟跑、并跑向领跑的转变，为原始创新和关键技术攻关提供更强力的支撑。01 统筹规划、政策支持力度不断加大党的十八大以来，为促进大科学装置健康发展，党中央、国务院及省市等机构不断出台相关政策，从国家层面、省市层面进行战略部署。《国家创新驱动发展战略纲要》《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》《国家重大科技基础设施“十三五”规划》《国家重大科技基础设施管理办法》等政策文件均强调要以大科学装置为核心，打造高端引领的创新增长极，并对中国大科学装置的布局、投资、建设和管理进行了阐述，有效地推动了大科学装置建设与发展。“十四五”时期，《“十四五”国家科技创新规划》明确了“十四五”大科学装置建设重点。北京、上海、安徽作为综合性国家科学中心所在地，围绕科技前沿和国家重大战略需求，在各自的“十四五”规划中明确提出要加强大科学设施布局，跨区域整合创新资源，形成大科学装置集群。《粤港澳大湾区发展规划纲要》提出，大湾区深入实施创新驱动发展战略，深化粤港澳创新合作，加快推进大湾区重大科技基础设施建设。在这些规划、政策的推动下，中国大科学装置规模不断增长，综合效应日益显现。02 世界级大科学装置集群初步成型大科学装置集群在技术突破、科学研究和支撑经济社会发展等方面具有一定优势。北京、上海、合肥、粤港澳等地依托建设综合性国家科学中心，初步形成集群化态势、具有一定国际影响力的大科学装置集群。北京怀柔综合性国家科学中心距核心城区相对较远，重点聚焦基础研究；上海张江综合性国家科学中心紧邻上海市中心，重点推动小而精的应用转化；合肥综合性国家科学中心集中布局一批大科学装置集群和交叉前沿研究平台，侧重于科学发现；粤港澳大湾区综合科学中心依靠深圳、广州、东莞、香港等多点城市构建大科学装置集群。1）怀柔是北京地区大科学装置最为密集的区域。北京怀柔综合性国家科学中心自获批建设以来，在空间科学、物质科学、能源科学等领域布局建设了5个大科学装置（表1），同时集聚了一批前沿交叉研究平台、科教基础设施、重大产业技术开发平台，初步形成了促进重大原始创新成果产出的战略高地。落户于这里的5个大科学装置中，有的抢先“开跑”，也有的正在加速建设。地球系统数值模拟装置、综合极端条件实验装置已投入运行；多模态跨尺度生物医学成像设施工程已于2022年11月竣工；子午工程二期在2023年建设“收官”；高能同步辐射光源预计2025年完成装置建设。这些大科学装置将为北京国际科技创新中心建设提供重要支撑。表1 北京怀柔综合性国家科学中心大装置基本情况2）上海张江基本建成光子大科学装置集群。上海以张江实验室为依托，以重大任务实施、重大平台建设为牵引，先后建设了上海光源一期、国家蛋白质科学研究（上海）设施、硬X射线自由电子激光装置、软X射线自由电子激光装置等一批大科学设施，覆盖了生命科学、光子科学、能源科学、海洋科学等领域。据《2021上海科技进步报告》显示，截至2021年底，上海在建、在用的大科学设施已达到14个，其中已运行的有8个、在建的有6个（表2）。经过多年建设发展，上海张江初步形成了全球光科技领域规模大、种类全、功能强的光子大科学装置集群，为建设张江综合性国家科学中心，实现上海建设具有全球影响力的科技创新中心目标奠定了坚实基础。表2 上海运行、在建设施基本情况3）安徽合肥着力打造世界一流的大科学装置集中区。为更好推进合肥综合性国家科学中心建设，合肥在滨湖科学城布局建设了大科学装置集中区，布局建设8个大科学装置。截至2022年，安徽合肥已建成同步辐射装置、全超导托卡马克、稳态强磁场装置3个大科学装置。2017年9月，稳态强磁场实验装置通过国家验收，标志着中国成为继美国、法国、荷兰、日本之后第5个拥有稳态强磁场的国家。2022年3月，合肥第4个大科学装置——聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）园区正式交付启用（表3）。大科学装置是合肥综合性国家科学中心的重要基石，以大科学装置为基础，提高原始创新能力，支撑综合性国家科学中心高质量发展，打造有国际影响力的创新之都指日可待。表3 合肥运行、在建设施基本情况4）粤港澳大湾区依靠产业发展构建大科学装置集群。加快布局建设大科学装置，是建设粤港澳大湾区综合性国家科学中心科技和产业创新高地的必然选择。粤港澳大湾区综合性国家科学中心的核心大科学装置——中国散裂中子源于2018年8月通过验收工作。作为继英国、美国、日本散裂中子源之后的世界第4台脉冲式散裂中子源，它的建成改变了以往中国科学家只能到国外散裂中子源上申请实验机时的历史。目前，深圳正在规划建设大科学装置集群，加快布局“高精尖”实验室。光明科学城规划建设提速，材料基因组、合成生物研究、脑解析与脑模拟等方面的大科学装置加快建设（表4）。这些重要的大科学装置，未来将为粤港澳大湾区产业升级提供重要保障。表4 大湾区部分设施基本情况03 自主创新设计能力不断增强“十二五”以来，中国大科学装置设计建造由以前的跟跑为主，逐步转到跟跑、并跑的局面，许多装置自主创新设计能力不断增强。从20世纪80年代末，依托于北京正负电子对撞机的第一代同步辐射光源，到安徽合肥光源（第二代）、上海同步辐射光源（第三代），再到北京怀柔高能同步辐射光源（第四代），大装置分辨率、亮度等性能不断提高。同时，怀柔同步辐射光源采用了研究团队自主研制的新型X射线像素阵列探测器样机，实现了加速器、光束线等多个关键技术的创新。北京怀柔的地球系统数值模拟装置是中国研制成功的首个具有自主知识产权的地球系统模拟大科学装置。被誉为“中国天眼”的FAST是世界上最大和最灵敏的单口径射电望远镜，且具有中国自主知识产权。被誉为“人造太阳”的合肥全超导托卡马克核聚变实验装置是中国自行设计研制的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置。04 集聚人才的“磁石效应”日益凸显人是科技创新中最关键的因素。大科学装置在培养和凝聚人才、促进国际科技合作方面能够发挥独特作用。例如，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场中心为王俊峰、张欣、王文超等“哈佛八剑客”提供了施展才华的舞台；上海光源不仅吸引集聚了世界顶尖科学家，也培育了大量经验丰富的大科学装置建设和运营工作人员，支撑着中国光子科学的创新发展。大科学装置在建设和运行过程中，集聚和培养了一大批懂科学、懂工程、懂技术、懂管理的领军人才，建成后还依托设施吸引大批高水平国内外人才开展科学研究和科技合作。以中国散裂中子源为例，中国科学院高能物理研究所在东莞集聚和培养了一支有400多人的高水平工程和科研团队及大批青年学生，包括有着丰富设施建设与开放运行经验的战略科学家，以及在专业领域颇有建树的学科领军人才和蓬勃奋进的青年科学家。05 开放共享程度有所增加大科学装置作为推动科技创新的重要平台，具有开放性、国际化特点，其不仅能够向世界展示中国科技水平与经济实力，同时也能够促进全球科学家与中国的合作交流。中国大科学装置正向世界敞开怀抱。2021年3月，“中国天眼”正式向全球开放，征集观测申请，共收到15个国家31份申请，14个国家的27份申请获得批准，并于2021年8月启动科学观测。这为世界注入了中国力量和中国贡献，充分彰显了中国科学家与国际科学界携手合作的理念。北京怀柔综合性国家科学中心的综合极端条件实验装置首批5个实验站进入开放运行阶段，2022年1月起正式面向中外用户开放预约使用，截至2022年2月已收到来自国内外团队的50余份申请。江门中微子实验获得国际实物贡献约3000万欧元，共有境外16个国家和地区约300多位科学家参加。自2007年超导托卡马克核聚变实验装置正式投入运行以来，中国科学院等离子体物理研究所已与30多个国家的近100多个研究机构建立了广泛而深入的合作伙伴关系，近年来多次帮助国际合作伙伴建造聚变研究部件。这些都充分表达了中国国际科技合作开放包容的积极态度。高水平的科研成果不断涌现01 突破一批关键核心技术党的十八大以来，中国在大科学装置建设上持续发力，也催生出一批世界级成果，覆盖能源、物理、材料、生命科学等多个前沿交叉和高科技研发领域，提升了基础前沿研究水平和自主创新能力。“中国天眼”实现了跟踪、漂移扫描、运动中扫描等多种观测模式，于2018年4月首次发现距地球约4000光年的毫秒脉冲星。2017年，全超导托卡马克核聚变实验装置首次实现了稳定的101.2s稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录。2022年5月，中国“墨子号”实现1200km地表量子态传输新纪录，抢占了量子科技创新的制高点。大亚湾反应堆中微子实验发现了一种新的中微子振荡，并精确测量到其振荡几率，该结果对中微子物理的未来发展方向起着决定性作用。02 产生一批高水平项目和研究成果截至2021年底，上海光源一期累计提供实验机时388649h，用户累计发表SCI论文近8000篇。国家蛋白质科学研究（上海）设施全年为用户提供科研机时8.27万h，用户发表SCI论文445篇。截至2021年9月，合肥稳态强磁场实验装置共运行了45万多h，依托装置开展了近2700项课题研究、发表学术论文1700余篇，其中一区期刊论文404篇、Nature Index期刊文章接近400篇，推动了中国稳态强磁场下前沿科学研究。散裂中子源的高度开放共享也吸引了大批国内外的用户，包括科学家和工程技术人员开展科学研究和技术攻关，用户单位及完成课题数逐年增加，自建成投入使用以来，全球注册用户超过3400人，完成课题600多项，有力推动了中国中子散射应用和关键技术的重大发展。03 催生一批新成果和新应用大科学装置产生了一大批重大原创成果，催生了一批战略性产业技术。通过建设若干重大科技成果概念验证中心和中试平台，推动大科学装置衍生技术就地交易、就地转化、就地应用，促进“国之重器”走进日常生活。“中国天眼”在建造过程中突破了很多技术瓶颈，如抗疲劳索网技术在港珠澳大桥工程建设中得到了应用。依托合肥稳态强磁场装置取得了超预期的转化成果，包括催生出多个国家I类创新靶向药物，授权发明专利30余项，孵化出高科技企业4家。国家蛋白质科学研究（上海）设施解析了新冠肺炎病毒结构，有效助力疫情防控和疫苗研发。上海光源助力破解新冠肺炎病毒关键蛋白结构，为抗病毒药物研制提供了必要的基础数据。总之，中国大科学装置正以越来越多世界级创新成果，显示着“国之重器”的巨大能量。中国大科学装置建设发展过程中存在的问题及建议01 现存问题近年来，中国大科学装置在推进科技强国建设、打造战略科技力量中发挥了重要作用，取得了一系列原始创新成果，但因中国大科学装置建设起步较晚，与美国、德国等世界先进国家相比，在建设、管理等方面仍有一定差距，主要存在以下问题。1）后续经费投入仍需充分考虑。大科学装置建成后，还有后续巨大的运营成本，在运行过程中每年仍需要大量的投入，如运行费用、科研费用和改进发展费用等。例如，兰州重离子加速器国家累计投资逾10亿元，每年还需1.1亿元用于运行和维护更新。散裂中子源每年投入进行设备维护，保障运行和开放的经费达到设备建设经费的10%~20%。发达国家经验显示，对于大科学装置后续的科研投入尤其是人员经费，大多要占建设经费的10%~50%。总体来看，中国基础研究投入只占研发经费的5%，而大科学装置建设经费仅占基础研究经费投入的约5%，对比美国这2个数据分别是15%和10%。可见中国大科学装置建设经费投入与发达国家还有一定差距。2）关键部件的自主创新需进一步加强。中国目前在役大科学装置技术水平总体上以跟踪为主，支撑大科学装置建设的很多相关设备从国外采购，关键设备与工艺技术对国外产品依赖严重，存在卡脖子风险。以北京怀柔综合性国家科学中心多模态跨尺度生物医学成像设施为例，设施有价值12亿的仪器装备，其中30%由改造升级而来，30%由中国自主研发制造，其余40%来自国外购买。3）开放合作共享还不足。中国大科学装置建设主要是采取自行建设，建成后依托设施参与国际合作的模式。从国际合作来看，中国在运行的大科学装置中，由国内外共同参与重大科技项目建设的大科学装置占比不足10%，以自身大科学装置为基础参与国际科技项目合作的大科学装置占比约30%。而且在国际形势较为复杂的背景下，大科学装置国际合作和人才引进存在一定困难。02 建议统筹推进大科学装置布局建设，充分发挥大科学装置促进科技创新的重要作用是建设科技强国的必然要求。利用大装置解决国家战略需求中的前瞻性、基础性和战略性问题，突破“卡脖子”技术，是实现高水平科技自立自强，把创新发展主动权牢牢掌握在自己手中的重要举措。面对以上问题，结合中国大科学装置建设、发展的实际情况，提出以下几方面建议。1）拓展大科学装置经费投入来源。据统计，过去10年，大科学装置投资建设基本稳定在每5年160亿元左右，平均每年约32亿元，而且这些费用往往不包括研究经费、人员费、配套经费等。应遵循全生命周期管理理念，在大科学装置申报论证阶段就充分考虑到大科学装置维护、更新和提升所需的资金。明晰国家和地方权责，协调地方政府和社会力量共同参与大科学装置的建设。在中国科学院与国家自然科学基金委员会联合设立“大科学装置科学研究联合基金”支持基础研究的基础上，由企业和政府共同出资设立设施后期保障基金，参与企业在使用设备时可优先考虑或降低收费标准等。2）建立技术联盟，解决大科学装置关键技术卡脖子风险。以大装置常用的仪器仪表为例，目前中国高端仪器仪表产品等的关键核心零部件基本依赖进口，仪器仪表整机厂家存在着核心技术“空心化”问题。高端科研仪器设备市场基本由美国、欧洲、日本的企业控制。美国《化学与工程新闻》杂志公布的2018年度全球仪器公司TOP20排位榜中，有8家是美国公司，7家来自欧洲，5家为日本公司。为降低大科学装置核心零部件对国外产品的依赖度，鼓励具有专项技术的高科技企业、科研院所与高校形成大科学装置技术研发联盟，对相关技术联合攻关，突破大科学装置相关工艺与装备技术难点，实现器件自主研发和国产化。3）利用大科学装置开展更多国际合作。在大科学装置建设运行中，面向国外开放，引入国际合作者，依托这些设施开展联合研究、人员交流、人才培养等，提升中国国际科技合作水平。充分考虑国际科技安全，加强以中国为主的大科学装置的国际合作。同时积极参与国际大科学装置项目，积累建设管理、运行和维护经验等。结论大科学装置的出现是科学发展的必然趋势，大科学装置本身也是科技自立自强必备的科技基础设施。面向未来，需前瞻性谋划和系统性布局一些重大的大科学装置，不断夯实国家科技创新的平台基础。依托大科学装置，推动中国在基础研究和原创性、引领性科技攻关方面取得更多、更大的突破，助力实现科技强国的伟大梦想。

由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2021年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻于2022年1月18日在京揭晓。此项年度评选活动至今已举办了28次。评选结果经新闻媒体广泛报道后，在社会上产生了强烈反响，使公众进一步了解国内外科技发展的动态，对普及科学技术起到了积极作用。　　2021年世界十大科技进展新闻　　01、全球首个“自我复制”的活体机器人诞生 美国佛蒙特大学、塔夫茨大学和哈佛大学威斯生物启发工程研究所的科学家发现了一种全新的生物繁殖方式，并利用其创造了有史以来第一个可进行自我复制多代的活体机器人——Xenobots 3.0。　　它仅有毫米大小，既不是传统的机器人，也不是已知的动物物种，而是一种从未在地球上出现过的、活的、可编程的全新有机体。据悉，该活体机器人或许可以有助于医学的全新突破——除了有望用于精准的药物递送之外，它的自我复制能力也使得再生医学有了新的帮手，或可为出生缺陷、对抗创伤、癌症与衰老提供开创性的解决思路。11月29日，相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。02、核聚变向“点火”迈进一大步 我们在地球上之所以能看到阳光、感受到温暖，都是源自于发生在太阳核心的核聚变。核聚变指的是当原子合并在一起时，释放出巨大能量的过程，这个过程可以在碳排放几乎为零的情况下，源源不断地提供绿色能源。但是，想在实验室里实现核聚变并非易事，一个重大的挑战就是“点火”（即聚变反应所产生的能量等于或超过输入能量的时刻）。　　8月8日，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的国家点火装置（NIF）进行了一项新的实验。NIF的科学家团队重现了存在于太阳核心的极端温度和压力，NIF的强大的激光脉冲引发了燃料丸的核聚变爆炸，产生了1.35兆焦耳（MJ）能量——大约相当于一辆时速160公里的汽车的动能。　　这一能量达到触发该过程的激光脉冲能量的70%，意味着接近核聚变“点火”，即反应产生的能量足以使反应持续下去，在无限聚变能源的道路上迈出了一大步。03、科学家借助AI技术破解蛋白质结构预测难题 科学家们一直希望通过基因序列简单地预测蛋白质形状——如果能够成功，这将开启一个洞察生命运作机理的新世界。美国华盛顿大学和英国DeepMind公司分别公布了多年工作的成果：先进的建模程序，可以预测蛋白质和一些分子复合物的精确三维原子结构，并将这些结构放入公开的数据库免费供全球科研人员使用。　　据DeepMind公司报告显示，其人工智能程序AlphaFold预测出98.5%的人类蛋白质结构，有助于深入理解一些关键生物学信息，从而更好开展药物研发。而美国华盛顿大学创建的高精确的蛋白质结构预测程序名叫RoseTTAFold，基于深度学习，它不仅能预测蛋白质的结构，还能预测蛋白质之间的结合形式。仅需十分钟，RoseTTAFold就能用一台游戏电脑准确计算出蛋白质结构。相关论文于7月15日分别刊登于《自然》和《科学》。04、“基因剪刀”首次治疗遗传病 研究人员首次利用CRISPR治疗罕见致命肝病，该方法依赖一种包含编码DNA剪切酶的mRNA和另一种将其引导到特定基因序列的RNA。图片来源：ELLA MARU STUDIO　　一直以来，人们若要使用被称为“基因剪刀”的CRISPR基因编辑技术治疗遗传疾病，需要清除一个巨大的障碍：将分子剪刀工具直接注射到受影响的细胞中，从而实现DNA切割。　　英国伦敦大学研究人员发现CRISPR技术能使一种突变基因失活。研究首次将CRISPR药物注射到一种罕见遗传病（转甲状腺素蛋白淀粉样变性病）患者的血液中，并发现其中3人的肝脏几乎停止产生有毒的蛋白质。　　虽然目前还不能确定CRISPR治疗是否能缓解该疾病的症状，但初步数据让人们对这种一次性治疗的效果感到兴奋。相关研究结果5月28日发表于《新英格兰医学杂志》。据悉，这项新工作在能够灭活、修复或替换身体任何部位的致病基因方面，迈出了关键的第一步。　　05、史上最冷反物质问世 加拿大国家粒子加速器中心的Makoto Fujiwara团队与合作者在瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究组织粒子物理实验室进行了一项名为ALPHA-2的反氢捕获实验，演示了反氢原子的激光冷却，将样品冷却到了接近绝对零度。　　激光冷却经常被用来测量常规原子的能量跃迁——电子运动到不同能级。该团队开发了一种激光，它能以适当的波长发射被称为光子的光粒子，从而降低正在直接朝向激光移动的反原子的速度。研究人员将反原子的速度降低到1/10以下。对于冷却的反氢原子，该团队获得的测量精度几乎是未冷却的反原子的3倍。　　该研究产生了比以往任何时候都更冷的反物质，并使一种全新的实验成为可能，有助于科学家在未来更多地了解反物质。相关研究成果3月31日刊登于《自然》。06、“芝麻粒”大小心脏模型问世 奥地利科学院生物学家Sasha Mendjan和团队使用人类多能干细胞培养出芝麻大小的心脏模型，又称心脏线。它可以自发地进行组织，在不需要实验支架的情况下发展出一个中空的心房。Mendjan团队以特定的顺序激活所有参与胚胎心脏发育的6个已知信号通路，诱导干细胞自我组织。　　随着细胞分化，它们开始形成不同的层——类似心脏壁的结构。经过一周的发育，这些类器官自组织成一个有封闭腔的3D结构，几乎重现了人类心脏的自发生长轨迹。此外，研究小组还发现心脏壁状组织能有节奏地收缩，挤压腔内的液体。　　该团队还测试了心脏类器官对组织损伤的反应。他们用一根冷钢棒冷冻部分心脏类器官，并杀死该部位的许多细胞，研究发现，心脏成纤维细胞（一种负责伤口愈合的细胞）开始向损伤部位迁移，并产生修复损伤的蛋白质。相关研究5月20日发表于《细胞》，这项进展使得科学家能创造出一些迄今为止最真实的心脏类器官，为制药公司将更多药物引入临床试验提供了可能。07、科学家利用人工智能实现两项数学突破 纯数学研究工作的关键目标之一是发现数学对象间的规律，并利用这些联系形成猜想。从20世纪60年代开始，数学家开始使用计算机帮助发现规律和提出猜想，但人工智能系统尚未普遍应用于理论数学研究领域。12月1日，一篇发表在《自然》上的论文显示，DeepMind公司研发出一个机器学习框架，能帮助数学家发现新的猜想和定理。　　此前，该框架已经帮助发现了不同纯数学领域的两个新猜想。研究人员将这一方法应用于两个纯数学领域，发现了拓扑学（对几何形状性质的研究）的一个新定理，和一个表示论（代数系统研究）的新猜想。研究人员表示，这是计算机科学家和数学家首次使用人工智能来帮助证明或提出复杂数学领域的新定理。08、科学家成功在实验室中构建人类早期胚胎样结构 美国得克萨斯大学达拉斯西南医学中心研究人员领衔的团队成功用人多能干细胞分化诱导出人类早期胚胎样结构。该结构与人囊胚期胚胎具有类似的结构，能正确表达相应的基因与蛋白，并且可在体外发育2至4天，形成类羊膜囊等结构。相关研究成果3月17日刊登于《自然》。　　据介绍，借助人类早期胚胎样结构，研究人员能深入研究胚胎的早期发育，更加了解人类早期重大疾病造成的流产、畸形儿、女性受孕障碍等现象，并为其寻找可行的解决方案。此外，研究人员还可以通过这项技术建立药物筛选模型，为进入临床应用的孕妇药品提供安全性模拟检测。09、激光传输稳定自如创世界纪录 澳大利亚国际射电天文学研究中心（ICRAR）和西澳大利亚大学（UWA）等机构的研究人员创造了在大气层中最稳定传输激光信号的世界纪录。该团队将相位稳定技术与先进的自导向光学终端相结合，实现了此次最稳定的激光传输。　　新技术有效地消除了大气湍流，允许激光信号从一个点发送到另一个点，而不会受到大气的干扰。这一结果是用一个通过大气传输的激光系统比较两个不同地点间时间流动的全球最精确的方法。相关论文1月22日发表于《自然—通讯》。　　据悉，这项研究有广阔的应用前景，可以用来精确地检验爱因斯坦的广义相对论，或者发现基本物理常数是否随着时间而变化。同时，这项技术的精确测量能力在地球科学和地球物理学中也有实际用途，可以改进有关地下水位如何随时间变化的卫星研究或寻找地下矿藏。　　此外，该技术在光通信领域的应用可以将卫星到地面的数据传输速率提高几个数量级，下一代大型数据收集卫星能更快地将关键信息传送到地面。10、科学家“绘制”最清晰原子“特写” 美国康奈尔大学的 Muller团队捕捉到了迄今为止最高分辨率的原子图像，打破了其2018年所创下的纪录。据悉，Muller团队使用叠层成像技术，用X射线照射钪酸镨晶体，然后利用散射电子的角度来计算散射它们的原子的形状。这些进步使得研究小组能够观察更稠密的原子样本，并获得更好的分辨率。　　据了解，这种最新形式的电子叠层成像分析技术使科学家可以在所有三个维度上定位单个原子。研究人员还将能够一次发现异常结构中的杂质原子，并对它们及其振动进行成像。相关论文5月21日刊登于《科学》。

由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2022年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻于2023年1月12日在京揭晓。此项年度评选活动至今已举办了29次。评选结果经新闻媒体广泛报道后，在社会上产生了强烈反响，使公众进一步了解国内外科技发展的动态，对普及科学技术起到了积极作用。2022年中国十大科技进展新闻01 中国天眼FAST取得系列重要进展1月6日，中国科学院国家天文台李菂研究员领导的团队，通过FAST平台，采用原创的中性氢窄线自吸收方法，首次获得原恒星核包层中具有高置信度的塞曼效应测量结果。3月18日，李菂领导的团队通过分析包括FAST、美国绿岸望远镜GBT在内的多项数据，首次提出了能够统一解释重复快速射电暴偏振频率演化的机制，为最终确定FRB起源提供了关键观测证据。6月9日，李菂领导的国际合作团队，在FAST的帮助下，发现了迄今为止唯一一例持续活跃的重复快速射电暴，并确认近源区域拥有目前已知的最大电子密度。9月21日，FAST快速射电暴优先和重大项目科学研究团队，利用FAST对一例位于银河系外的快速射电暴开展了深度观测，首次探测到距离快速射电暴中心仅1个天文单位（即太阳到地球的距离）的周边环境的磁场变化，向着揭示快速射电暴中心引擎机制迈出重要一步。10月19日，中国科学院国家天文台徐聪研究员领导的国际团队，利用FAST对致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周围天区的氢原子气体进行了成像观测，发现了一个尺度大约为200万光年的巨大原子气体结构，比银河系大20倍，这是迄今为止在宇宙中探测到的最大的原子气体结构。上述5项重要成果均在《自然》《科学》上发表。02 中国空间站完成在轨建造并取得一系列重大进展11月29日23时08分，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。11月30日5时42分，神舟十五号载人飞船自主快速交会对接于空间站天和核心舱前向端口，加上问天、梦天实验舱，神舟十四号、天舟五号飞船，空间站由此形成“三舱三船”组合体，达到当前设计的最大构型，总重近百吨。神舟十五号航天员乘组于11月30日清晨入驻“天宫”，与神舟十四号航天员乘组相聚中国人的“太空家园”，开启中国空间站长期有人驻留时代。这是中国载人航天史上首次有两个航天员乘组在“太空会师”，也是中国航天员首次在空间站迎接神舟载人飞船来访。19个月内，中国载人航天密集实施11次发射、2次飞船返回、7次航天员出舱，4个飞行乘组12名航天员接续在轨驻留，空间站“T”字基本构型组装建造如期完成。展现了中国载人航天30年发展的厚重积淀与强大实力，跑出了新时代中国航天发展的加速度。03我国科学家发现玉米和水稻增产关键基因玉米、水稻和小麦是迄今驯化最为成功的三大农作物，为全人类提供了50%以上的能量摄入。由于它们的驯化地区、祖先各不相同，形态习性各异，其驯化过程是否遵循共同的遗传规律在科学界长期存在争论。3月25日，《科学》杂志在线发表了中国农业大学教授杨小红/李建生与华中农业大学教授严建兵联合团队的研究论文。经过三代科学家18年研究发现，玉米基因KRN2和水稻基因OsKRN2受到趋同选择，并通过相似的途径调控玉米和水稻的产量。该团队进一步在全基因组层面阐明了趋同进化的遗传规律。据悉，这一成果不仅揭示了玉米与水稻的同源基因趋同进化从而增加玉米与水稻产量的机制，为育种提供了宝贵的遗传资源，而且为农艺性状关键控制基因的解析与育种应用，以及其它优异野生植物快速再驯化或从头驯化提供重要理论基础。04科学家首次发现并证实玻色子奇异金属电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室主任李言荣院士团队与美国布朗大学教授James M. Valles Jr、北京大学物理学院/量子材料科学中心谢心澄院士等协同攻关，成功突破了费米子体系的限制，首次在玻色子体系中诱导出奇异金属态。相关研究1月12日发表于《自然》。宇宙中，基本粒子分为费米子与玻色子两种。其中，人类社会目前赖以生存的电子工业与器件发展几乎完全基于费米子体系，但该体系能耗高、损耗大，物理尺寸已近极限，面临性能持续提升的瓶颈，无法满足快速增长的信息传输需求。而以高温超导体为代表的玻色子器件，具有完美的零损耗能量传递特性，有望为电子信息工业带来革命性变化。据悉，该研究为理解凝聚态物理中奇异金属的物理规律、揭示奇异金属的普适性、完善量子相变理论奠定了科学基础，对揭示耗散效应对玻色子量子相干的定量影响、推动未来低能耗超导量子计算以及极高灵敏量子探测技术的发展具有重要的理论和实际意义。05 我国科学家将二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸将二氧化碳人工转化为高附加值化合物，“变废为宝”，是科技界持续攻关的重要领域。我国科学家此前在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。2022年，电子科技大学夏川课题组、中国科学院深圳先进技术研究院于涛课题组和中国科学技术大学曾杰课题组共同创建了一种二氧化碳转化新路径，通过电催化与生物合成相结合，成功以二氧化碳和水为原料合成了葡萄糖和脂肪酸，为人工和半人工合成“粮食”提供了新路径。该研究开辟了电化学结合活细胞催化制备葡萄糖等粮食产物的新策略，为进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例，是二氧化碳利用的重要发展方向。该成果4月28日以封面文章形式在《自然—催化》发表。06 我国迄今运载能力最大固体运载火箭“力箭一号”首飞成功7月27日12时12分，由中科院力学研究所抓总研制、中国迄今运载能力最大的固体运载火箭“力箭一号”（ZK-1A）在酒泉卫星发射中心成功发射，以“一箭六星”方式将六颗卫星送入预定轨道。“力箭一号”运载火箭首次飞行任务取得圆满成功，作为中小型卫星发射优先选择，丰富了中国固体运载火箭发射能力谱系。该款火箭是四级固体运载火箭，起飞重量135吨，起飞推力200吨，总长30米，芯级直径2.65米，首飞状态整流罩直径2.65米，500公里太阳同步轨道运载能力1500公斤。据悉，“力箭一号”运载火箭由中科院“十四五”重大项目支持，其面向空间科学和空间技术发展需求，以“工程科学”思想为指导，以创新、先进、高效为设计思路，发展创新性、先进性、经济性运载火箭，对于推动中国运载技术和研制模式的变革和创新、推动空间科学发展具有重要意义。07“夸父一号”发射成功，并发布首批科学图像我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”首批科学图像于12月13日在京正式对外发布。包括“夸父一号”自成功发射以来的3台有效载荷在轨运行两个月期间获取的若干对太阳的科学观测图像，这些成果实现多个国内外首次，在轨验证了“夸父一号”3台有效载荷的观测能力和先进性。据了解，“夸父一号”卫星全称先进天基太阳天文台（ASO-S），是一颗综合性太阳探测专用卫星，由中科院国家空间科学中心负责工程大总体和地面支撑系统的研制建设，中科院微小卫星创新研究院、国家天文台、长春光学精密机械与物理研究所、紫金山天文台负责卫星平台及有效载荷研制，科学应用系统由中科院紫金山天文台负责，测控系统由中国西安卫星测控中心负责实施，运载火箭由中国航天科技集团有限公司第八研究院研制生产。据悉，该卫星于2022年10月9日在酒泉卫星发射中心成功发射。卫星科学目标为“一磁两暴”，即同时观测太阳磁场及太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射，并研究它们的形成、演化、相互作用、关联等，同时为空间天气预报提供支持。08 新技术可在海水里原位直接电解制氢由于淡水资源紧缺，向大海要水是未来氢能发展的重要方向。但复杂的海水成分（约92种化学元素）导致海水制氢面临诸多难题与挑战，先淡化后制氢工艺流程复杂且成本高昂。11月30日，中国工程院院士谢和平与他指导的深圳大学、四川大学博士生团队在《自然》发表论文，以物理力学与电化学相结合的全新思路，建立了相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢全新原理与技术。该技术彻底隔绝了海水离子，实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的高效海水原位直接电解制氢，即在海水里原位直接电解制氢。据悉，海水无淡化原位直接电解制氢技术未来有望与海上可再生能源相结合，构建无淡化、无额外催化剂工程、无海水输运、无污染处理的海水原位直接电解制氢工厂。09国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破8月12日，国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破，创造场强45.22万高斯的稳态强磁场，超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。国家稳态强磁场实验装置由中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研制，是“十一五”期间国家发改委批准立项的重大科技基础设施，包括十台磁体——五台水冷磁体、四台超导磁体和一台混合磁体。此次国家稳态强磁场实验装置的混合磁体在26.9兆瓦的电源功率下产生45.22万高斯的稳态强磁场，达到国际领先水平，成为我国科学实验极端条件建设乃至世界强磁场技术发展的重要里程碑。据悉，稳态强磁场是物质科学研究需要的一种极端实验条件，是推动重大科学发现的“利器”。在强磁场实验环境下，物质特性会受到调控，有利于科学家发现物质新现象、探索物质新规律。10 “巅峰使命”珠峰科考创造多项新纪录5月30日，“巅峰使命”珠峰科考活动的主体任务完成，共有5个科考分队、16支科考小组、270多名科考队员参加。此次科考在西风-季风协同作用及影响、巅峰海拔的强烈升温、巅峰海拔的冰雪融化、高新技术平台观测的水汽和温室气体、珠峰地区的强大气氧化性过程、珠峰地区人体生理的特殊反应、珠峰地区变绿的生态过程等方面取得了众多亮点成果，创下多项科考新纪录。其中，“巅峰使命”珠峰科考首次建成了梯度联网的巅峰站并实现了数据实时传输，架设了世界上海拔最高的气象站（8830米），建成了从4276米到8830米海拔梯度的观测网络，实现了观测数据实时传输；科考首次成功获取了海拔6500米、7028米和8848米的冰雪样品；科考所使用的“极目一号”Ⅲ型系留浮空艇长55米、高19米，体积达9060立方米，创造了海拔9050米浮空艇原位大气环境科学观测的纪录。此外，“巅峰使命”珠峰科考首次利用高精度雷达测量了珠峰顶部的冰雪厚度；首次采用多种先进技术获得地面至39公里高空大气臭氧浓度数据和三维风场；首次获得高原常驻和短居人群的高山生理适应数据等。2022年世界十大科技进展新闻01 首个完整人类基因组序列公布由美国国家人类基因组研究所、加利福尼亚大学圣克鲁斯分校、华盛顿大学等机构研究人员领衔的国际科研团队3月31日公布了首个完整、无间隙的人类基因组序列。与这项重大成果相关的6篇论文当天发表在美国《科学》杂志上。美国国家人类基因组研究所在一份公报中表示，人类基因组含有约30亿个DNA（脱氧核糖核酸）碱基对，完成这些碱基对的完整、无间隙测序对于了解人类基因组变异全谱、掌握基因对某些疾病的影响至关重要。据悉，人类基因组测序项目的重要意义被视为与阿波罗登月计划相当。人类基因组蕴藏人类遗传信息，破译它能够为疾病诊断、新药研发、新疗法探索等带来革命性进步。早在2001年，由包括中国在内的6国科学家共同参与了国际“人类基因组计划”，并在英国《自然》杂志上发布了人类基因组草图及初步分析。但由于当时的测序技术所限，这份人类基因组草图中留有许多空白。02 人造心脏研究取得重要进展为了从头开始构建人类心脏，研究人员需要复制构成心脏的独特结构。这包括重建螺旋几何形状——当心脏跳动时，螺旋几何形状会产生扭曲的运动。这种扭曲运动对大量泵血至关重要，但由于制造具有不同几何形状和排列的心脏难度较大，这项工作极具挑战性。如今，美国哈佛大学约翰保尔森工程与应用科学学院（SEAS）生物工程师使用一种新的增材纺织品制造方法（FRJS），开发了第一个具有螺旋排列跳动心脏细胞的人类心室生物杂交模型，并证明其肌肉排列确实会显著增加每次收缩时心室泵出的血液量。相关研究结果发表于7月7日出版的《科学》杂志。研究的目标是建立一个模型，测试心脏的螺旋结构是否对达到大的射血分数（即每次收缩时心室泵送的血液百分比）至关重要，并研究心脏螺旋结构的相对重要性。这项工作是朝着器官生物制造迈出的重要一步，使人们更接近于建立用于移植的人体心脏的最终目标。03 银河系中心黑洞的首张照片面世5月12日，包括中国在内的全球多地天文学家同步公布了一个超大质量黑洞——人马座 A* （Sgr A*）的照片。相关研究成果以特刊形式发表在《天体物理学杂志通讯》上。这是人类“看见”的第二个黑洞，也是银河系中心超大质量黑洞真实存在的首个直接视觉证据。这个超大质量黑洞距离太阳系约2.7万光年，质量超过太阳质量的400万倍。这张银河系中心黑洞的照片，与人类看到的第一张黑洞照片的拍摄者和拍摄时间均相同，都是由“事件视界望远镜”（EHT）合作组织在2017年通过分布在地球上由8个射电望远镜组成的一个等效于地球般口径大小的“虚拟望远镜”所拍摄。EHT研究团队花了五年时间，用超级计算机合成和分析数据，编纂了前所未有的黑洞模拟数据库，与观测结果进行严格比对，并提取出不同照片平均后的效果，最终得以将银河系中心这个超大质量黑洞的“真实容貌”第一次呈现出来。04 人类首次成功改变小行星轨道9月26日，美国宇航局（NASA）利用双小行星重定向测试（DART）航天器，撞击了一颗近地双小行星系统中较小的小行星——Dimorphos，以期改变其运行轨道。这是世界上首个旨在防御地球免受小行星撞击威胁的测试任务。10月11日，NASA证实这次任务取得成功——DART航天器的撞击，将Dimorphos推向其伴星Didymos，并将前者近12小时的轨道周期缩短了32分钟。据悉，NASA在撞击开始前表示，将轨道周期缩短73秒就代表任务成功。大多数天文学家则预测，撞击可能导致轨道周期缩短10分钟。但该撞击造成的偏斜程度远远大于预期。这也在一定程度上表明，动能撞击是行星防御的可行方法。05 美国首次成功在核聚变反应中实现“净能量增益”12月13日，美国能源部（DOE）和能源部国家核安全管理局（NNSA）宣布，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的美国国家点火装置（NIF）团队首次在可控核聚变实验中实现核聚变反应的净能量增益，即通过核聚变产生的能量比激发聚变所使用的能量更多，这项突破将为美国国防的发展和清洁能源的未来铺平道路。据悉，美国国家点火装置团队用192束激光束，向一个微型燃料颗粒输送了205万焦耳的激光能量，点燃核聚变燃料，最终产生了315万焦耳的聚变能量输出，实现净能量增益，首次证实了惯性核聚变能（IFE）的基本科学原理和可行性。06 詹姆斯韦布空间望远镜顺利入轨 首次传回照片詹姆斯韦布空间望远镜是由美国宇航局与欧洲空间局、加拿大航天局联合研究开发，是NASA建造的迄今最大、功能最强的空间望远镜，其主镜直径6.5米，由18片巨大六边形镜片构成；配有5层可展开的遮阳板，被认为是哈勃空间望远镜的“继任者”。该望远镜于2021年12月25日从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，2022年1月24日顺利进入围绕日地系统第二拉格朗日点的运行轨道，并于7月12日正式公布了其拍摄的一批宇宙全彩色照片。此后，韦布空间望远镜还拍摄到距离地球约280亿光年的最遥远恒星的新图像并首次在系外行星上明确探测到二氧化碳。据悉，韦布空间望远镜任务目标主要有4个方面：寻找135亿多年前的宇宙中诞生的第一批星系；研究星系演化的各阶段；观察恒星及行星系统的形成；测定包括太阳系行星系统在内的行星系统的物理、化学性质，并研究其他行星系统存在生命的可能性。07 世界首台百亿亿次超级计算机打破速度纪录5月31日，国际超算组织宣布，位于美国橡树岭国家实验室的超级计算机“前沿”在2022年国际超算Top500榜单中拔得头筹，成为现今世界上运行速度最快的超级计算机，算力高达每秒1.1百亿亿次，也是目前国际上公告的首台每秒能执行百亿亿次浮点运算的计算机。据悉，普通笔记本电脑每秒只能进行几万亿次运算，而“前沿”的运行速度是其100多万倍。百亿亿次超级计算机也被称为E级超级计算机，每秒计算次数超过1018，它的研制占据了国际高端信息技术创新和竞争的制高点，可用于对气候变化、核聚变模型进行精确建模，有助于新药的研发以及加密技术破解，因此也将成为国家安全的重要工具。08 猪蛋白角膜让人重见光明长期以来，科学家一直在寻找可替代人类角膜的移植物。如今，瑞典林雪平大学和LinkoCare Life Sciences公司的研究人员通过提取猪胶原蛋白制成的人工角膜，成功使失明或视力受损的人恢复了视力，且手术两年后，患者没有严重并发症或副作用的报告。相关研究8月11日发表于《自然-生物技术》。林雪平大学的Mehrdad Rafat和同事通过从猪皮中提取和纯化胶原蛋白，制造了一种柔韧有弹性的类似隐形眼镜的人工角膜。在相关实验成功后，研究小组开始在志愿者中对人工角膜进行测试。在接受人工角膜移植后，每个人的视力都有所提高，其中有3名失明患者术后视力恢复到正常人水平。该研究结果有助于开发出一种符合人类植入物标准、可以大规模生产并储存长达两年的生物材料，从而惠及更多有视力问题的人。09 人工智能加速“原创”新蛋白质设计随着人工智能（AI）的巨大进步，美国西雅图华盛顿大学（UW）生物化学家David Baker领导的一个团队，只需几秒钟便可以设计出“原创”新蛋白质。相关研究发表于9月15日出版的《科学》。最初，研究人员构想出一种新蛋白质的形状——通常是将其他蛋白质的片段拼凑在一起，然后由软件推导出与该形状对应的氨基酸序列。但在实验室中制作这些“草稿”蛋白质时很少能折叠成所需的形状，相反，它们最终被卡在不同的状态。而通过调整蛋白质结构预测软件AlphaFold和其他AI程序，这一耗时的步骤可以瞬间完成。在Baker团队开发的一种名为“幻觉”的方法中，研究人员将随机的氨基酸序列输入结构预测网络；根据网络的预测，改变其结构，使之变得更像蛋白质。10 科学家发现“四中子态”存在最明确证据由数十个国家的科学家组成的联合团队发现了迄今“四中子态”（tetraneutron）奇异物质存在的最明确证据，相关论文6月22日发表于《自然》。20年前，科学家意外发现了一种奇异物质“四中子态”的存在迹象，该物质由4个中子组成。此次，国际联合团队找到了迄今“四中子态”存在的最明确证据。德国慕尼黑工业大学Roman Gernhauser等研究人员利用不同的粒子碰撞，制造出平常多出4个中子的氦原子，然后与质子碰撞，在碰撞后，只剩下四个中子，并且可以结合成一个“四中子态”。该实验旨在抑制可能干扰或被误认为是产生“四中子”的每一个反应，因此他们以无与伦比的精度测量了缺失的能量。通过追踪缺失的能量，他们推断出“四中子”形成的时间非常短暂，仅有10-22秒钟。据悉，这一发现将有助于物理学家对核力本质的理论进行微调。

中国科学院大连化学物理研究所105组成立于1963年，在国家科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和辽宁省科委的支持下，一直承担着国家和地方重大项目中的应用基础理论和应用技术的研究，致力创新，取得了一批国家水平和国际水平的研究成果。先后取得辽宁省科技发明二等奖、大连市技术发明一等奖、科学院自然科学二等奖、技术发明二等奖、科技进步三等奖和国土资源部科学技术二等奖等奖项。105组先后研制出有自主知识产权的高纯氩气、高纯氧气等高纯气体分析仪并且成功实现了产业化；还研制出有自主知识产权的微型气相色谱仪、4种类型样品预处理技术和装置、性能指标达到国际先进水平的激光诱导荧光检测器以及毛细管液相色谱-高温气相色谱联用仪等。大连化物所仪器分析化学研究室主任、博士生导师关亚风研究员兼任105组组长。 为了更好地把105组相关科研成果产业化（科研成果具体见附录1），现向行业内各企业寻求共同开发、技术转让等方式合作，欢迎有意者来电来函咨询洽谈。 科研成果技术咨询： 联系人：田静 女士 负责人：关亚风 研究员电话/传真：0411-84379590 84379570E-mail：guanyafeng@dicp.ac.cn单位名称：中国科学院大连化学物理研究所105组地址：大连市中山路457号 邮编：116023 附录1：大连化物所105组部分科研成果（1）微型固态吸附棒萃取器和热解吸装置类 别：分析仪器 √研究成果 □专利技术 □产品成熟程度： □小试 □中试 □工业化试验 □待开发 √成熟技术简介及性能指标该装置和方法的原理类似SPME（固相微萃取），但萃取倍数比SPME方法多10-50倍。它是将萃取棒直接放入样品中在恒温下磁力搅拌，固定相在棒的外层，直接与样品接触并萃取。之后将棒放入专用热解吸装置中热脱附并传输给GC或GC/MS，LC或LC/MS进样分析。该方法对茶叶、烟叶、奶制品和软饮料中农残富集倍数为300到1万倍，比传统方法提高10～100倍，对环境样品中有害污染物的萃取富集倍数高达百倍至十万倍，最小检出浓度下降2个数量级。这种新型样品预处理的方法符合欧盟标准，用在茶叶等农产品出口指标检验、以及各类农副产品农残检验，还适合环境微量有害物质的分析，以及环境本底值调查。主要用途、适用领域及市场预测我国各级农产品检验检疫站、疾病控制中心站、产品质量监督检验所/站，进出口商品检验检疫局、各类环境监测站等，总数量超过2万3千个，绝大多数需要对农产品和食品中的农残以及环境样品中的有毒有害有机物进行分析，在这些领域推广应用这项技术，将显著提高我国食品安全、环境污染检测和对进出口食品的检测水平，与国际检测标准接轨。估计该套装置的总市场容量在3万套以上，每套5-7万元，总市值约18亿元，每年消耗品约2000万。合作要求及方式技术转让、合作开发。 （2）环境气氛爆炸预警传感器类 别：分析仪器 □研究成果 □专利技术 √产品成熟程度： □小试 √中试 □工业化试验 □待开发 □成熟技术简介及性能指标本项目是基于微化工原理的预警式爆炸传感器，不论环境中可燃性气体的组成是什么，浓度为多少，只要确实可以引起爆炸，在浓度接近但是还未达到环境条件下的实际爆炸限之前，传感器即发出警报。该传感器主要由燃烧反应微池、微孔气体通道、点火装置、加热装置、爆炸检测和报警系统组成。传感器对氢气/空气、乙炔/空气、甲烷/空气、液化气/空气、天然气/空气，在距离爆炸下限浓度还差30%时即可报警，而且预警范围在正常燃爆下限之前30% ~0 % 之间可调。主要用途、适用领域及市场预测爆炸预警传感器适用于环境中可燃性气体浓度接近爆炸极限时的检测和报警。只要环境中的气体成分接近爆炸限、存在爆炸的潜在可能，该传感器就会检测到并发出警报。预警式爆炸传感器在煤矿安全、石油化工、天然气、煤加工、制氢、化工厂、油库以及可燃气体泄漏现场救护等领域有着广泛应用。合作要求及方式技术转让、合作开发。 （3）毛细管固相微萃取器类 别：分析仪器 √研究成果 □专利技术 √产品成熟程度： □小试 □中试 □工业化试验 □待开发 √成熟技术简介及性能指标本技术属毛细管固相微萃取技术，是色谱分析中的样品预处理和目标组份富集技术。本技术发明中避免使用高温阀，而用压力差和微通道控制气体流向，使仪器成本降低，而性能比用高温阀有所提高。适合液体样品或气体样品中挥发和半挥发有机化合物的萃取或吸附富集。主要用途、适用领域及市场预测本装置及方法特别适合分析饮用水、地表水和低黏度饮料中挥发性、半挥发性和难挥发痕量有机组分的萃取富集，可实现样品的富集/脱附/进样与气相色谱分析的在线操作。据保守估计，全国用于饮用水和地表水分析至少8000台GC仪，需毛细管固相微萃取器16000台，以每套1万元计，共1.6亿元，每年消耗品1000万元。合作要求及方式技术转让、合作开发。 （4）汽油中芳烃及醇醚类组分定量分析装置类 别：分析仪器 √研究成果 □专利技术 √产品成熟程度： □小试 □中试 □工业化试验 □待开发 √成熟技术简介及性能指标该装置和方法采用毛细管串联—切割反吹的方法将汽油中芳烃完全与其它烃类分离开、并与其它组分进行归一化（响应因子校正）定量，在切割反吹的过程中允许的时间窗口为12 s，避免了传统的国标或ASTM方法中切割时间允许误差仅为0.2 s所带来的定量误差，而且不必采用外标。主要用途、适用领域及市场预测该装置可用于轻质油的组分分析、ppm级苯含量测定，以及乙醇汽油中醇类含量的测定。合作要求及方式技术转让、合作开发。 （, 5）数字直读式氢气含量测定仪类 别：分析仪器 √研究成果 □专利技术 √产品成熟程度： □小试 □中试 □工业化试验 □待开发 √成熟技术简介及性能指标氢含量测定仪是专门用于连续或间断测定各种混合气体中氢的含量，并以数字形式直读显示。混合气体除氢以外的组成变化不影响测氢的准确度。l 测量范围： 0.1 ～ 99.9% 线性l 测量方式： 连续或间断l 精 度： ±0.1%l 功 耗： ≤100Wl 电 源： 220V±30Vl 重 量： 10 千克l 尺 寸：35 x 17 x 44 cm3l 工作环境温度： 10℃～45℃主要用途、适用领域及市场预测该仪器适用于石油化工生产中反应塔加氢和尾气中氢含量的连续监测、研究开发工作中微型反应器的原料气和尾气中氢含量的连续监测。合作要求及方式技术转让、合作开发。 （6）总烃分析仪类 别：分析仪器 □研究成果 □专利技术 √产品成熟程度： □小试 □中试 □工业化试验 □待开发 √成熟技术简介及性能指标测定气体中的总烃含量，测量结果直接数字直读。仪器基于氢火焰离子化检测器原理设计制造的，具有无人看管、灵敏度高、稳定性好的特点。仪器工作需用燃烧气氢气和助燃气空气或氧气，形成稳定的氢气火焰，样品气以固定流量进入火焰燃烧，产生离子流被收集检测。因而本仪器分析的是气体中常温下可挥发的总烃总量。检测显示最小值0.1×10-6 V/V（ppm），检测显示最大值200×10-6 V/V（ppm）。主要用途、适用领域及市场预测科分KF-300A型总烃在线分析仪是对空气、O2、Ar、N2、CO、CO2等气体的总烃实现在线分析。KF-300A同样适用于石油化工、钢铁和气体工业等检测气体中总碳氢化合物，作为过程检测和控制仪器。合作要求及方式合作开发、技术转让。 （7）小型气相色谱仪类 别：分析仪器 □研究成果 □专利技术 √产品成熟程度： □小试 □中试 □工业化试验 □待开发 √成熟技术简介及性能指标仪器简单、实用、可靠、易学，灵敏度指标中等，但重复性、稳定性极佳，可与进口仪器媲美。已成功推广到抚顺石油二厂和三厂、福建炼油厂、通化钢铁厂、吉化研究院、中油实验室等单位应用于各种气体离线/在线分析。其特点是：l 高可靠：365天昼夜运行免维护，抗电网干扰；断电保护，无故障运行时间≥7000小时；l 高稳定：开机半小时即可分析样品，灵敏度长期稳定不变；l 高重复性：重复精度高，误差≤0.5%；l 操作简单：傻瓜式操作，学会只需5 min；l 重量轻：整机重8 Kg；l 填充柱/毛细管柱两用。主要用途、适用领域及市场预测适用于工厂、车间和实验室中做产品质量检验、中间品质控、工业炼厂气分析以及大专院校进行教学科研中的气体分析工作等（如催化实验室中TPD、TPR及活性测试实验）。合作要求及方式技术转让、合作开发。 （8）油品全组份分析仪及方法（毛细管液相-高温气相色谱联用仪）类 别：分析仪器 √研究成果 □专利技术 √产品成熟程度： □小试 □中试 □工业化试验 □待开发 √成熟技术简介及性能指标全二维填充毛细管液相色谱—毛细管气相色谱联用仪（m-LC-CGC）满足石化企业中对各种油品质量监控及深度开发加工的要求。分析时间短（全部分析只需4小时），定量结果与ASTM方法一致（RDS5%），但能得到比ASTM方法更多的信息。该仪器稳定可靠，具有经济、耐用、使用方便的特点，仪器分为三个部分：l 液相色谱采用填充毛细管液相色谱（m-LC），用作样品族分离。l 接口采用独特的设计，可将m-LC分析后的样品各族组分连续在线切割、储存并无损失地转入GC分析。l （高温）毛细管气相色谱用于各族组分的详细分析。仪器采用直接柱内进样技术，FID检测，灵敏度高，定量准确，重复性好。主要用途、适用领域及市场预测该仪器可用于航煤、柴油、变压器油、润滑油、渣油族组分的分离和每个族的详细分析。适合所有的大型石化企业、石化研究院所以及润滑油生产企业。每台设备的价格在60-100万。合作要求及方式技术转让、合作开发。 （9）微型气相色谱仪类 别：分析仪器 √研究成果 □专利技术 □产品成熟程度： □小试 □中试 □工业化试验 □待开发 √成熟技术简介及性能指标GC-2100微型气相色谱仪。将气相色谱原理与微加工技术结合，采用新材料、新原理、微加工及集成化设计思想来研制微型气相色谱仪器，实现体积小、消耗低、操作简单而且环保。该机适配不锈钢微填充柱和内衬石英不锈钢毛细管柱，利用阀进样分析挥发性组分。单气源，载气意外中断不会烧毁检测器。其特点是：l 检测器全固态结构—抗震、可靠l 体积小—笔记本电脑大小l 功耗低（20～30 W）省载气l 操作简便—傻瓜式l 智能化—抗干扰、自动恢复l 维护简单（模块式）l 工业在线/实验室 两种型号主要用途、适用领域及市场预测本成果这种仪器既适用于油气田、电力部门、野外和军事基地等现场测试，也适用于实验室分析样品。市场容量在300-500台/年。合作要求及方式技术转让、合作开发。 附录2：大连化物所105组组长关亚风研究员简介关亚风，研究员, 博士, 现代分析与微型仪器研究室主任，博士生导师。本科，中国科学技术大学近代化学系，1982；博士，中国科学院大连化学物理研究所，1986；1993年晋升正研究员并享受国务院政府津贴，1994年受聘为东北大学兼职教授，1996年起成为中国科学院基础局化学学科专家，1998年成为大连市政协常委，1999年获国家杰出青年基金，2002年为农工民主党中央委员，2003年受聘为中国科学技术大学博士生导师。曾获科学院科技发明二等奖、自然科学二等奖、科技进步三等奖、大连市技术发明一等奖、辽宁省技术发明二等奖和国土资源部科学技术二等奖等奖项。主持国家科技部、国家自然科学基金委、中科院等多项基金研究项目，已发表230多篇论文，已申请专利65项，授权44项。已培养毕业博士研究生15名，硕士研究生13名，正在培养博士和硕-博连读研究生9名。研究方向（1）分析仪器研究：微型气相和液相色谱及仪器、微型色谱检测器、液相色谱-气相色谱联用接口和方法、工业在线分析方法和仪器；（2）样品预处理方法和装置；（3）化学组分传感器研究。 目前的主要研究课题包括：微型色谱、泵系统和检测器，特种传感器，毛细管液相色谱-气相色谱联用技术，工业在线分析仪器，环境污染物在线监测，水中有机物样品预处理技术，环境和食品中农药残留样品预处理技术，化学传感器，色谱柱制备技术等。