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大湾区正崛起世界级大科学装置群,惠州成“黑马”

2020-07-27 10:17 来源:南方网 周欢 刘光明宝 梁维春

  在粤港澳大湾区,国家重大科技基础设施与广东省实验室的协同集聚效应正在显现。东莞的“中国散裂中子源+松山湖材料实验室”,惠州的“强流重离子加速器装置(HIAF)及加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)+先进能源科学与技术广东省实验室”,类似的“CP组合”正在为广东科技成果转化打开新的大门。

中科院惠州两大科学装置总部区效果图。

中科院惠州两大科学装置总部区效果图。

  近日,惠州市政府与中科院近代物理研究所签署建设先进能源科学与技术广东省实验室委托协议。该实验室依托HIAF、CiADS等大科学装置,将对标能源领域国家实验室,力争打造具有全球影响力的战略科技力量。

  中国科学院院士何祚庥认为,以大科学装置为媒,惠州将打造连通全球顶尖应用资源的科创高地。科技部社会发展科技司二级巡视员徐俊表示,大科学装置的引入将显著增强珠三角的科技实力。

惠州强流重离子加速器装置总体布局图。

惠州强流重离子加速器装置总体布局图。

  广州、深圳、东莞、惠州、江门、中山……受访专家表示,随着“国之重器”加快布局,大湾区将崛起世界一流的重大科技基础设施集群。国家发改委学术委员会原秘书长、中国国际经济交流中心首席研究员张燕生认为,大湾区城市纷纷加码布局重大科技基础设施,将弥补国家创新体系建设中的短板。

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  大装置+省实验室

  为万亿级石化能源新材料产业提供支撑

  在惠州市惠城区河南岸街道河桥片区,中科院两大科学装置项目总部区的工地上多栋大型建筑已现雏形。这个投资约4.5亿元的工程正加快建设,计划2021年中建成。这里除了为CiADS、HIAF提供科研配套,还将是先进能源科学与技术广东省实验室总部的核心承载区。

中科院惠州两大科学装置总部区正在加快建设。

中科院惠州两大科学装置总部区正在加快建设。

  作为广东10家省实验室之一,先进能源科学与技术省实验室采用“一核心+四分中心”联动模式,在惠州设立实验室核心总部,在佛山、云浮设立氢能分中心,在阳江、汕尾设立海上风电分中心。

在建的两大科学装置项目总部区。

在建的两大科学装置项目总部区。

  该实验室总部一期占地约58亩,与两大科学装置总部区毗邻,三年建设期总投入经费约18亿元,依托CiADS、HIAF等国家重大科技基础设施,将建设全国性能源领域重大科技创新平台,力争建成国际一流的实验室。

两大科学装置项目正在开展相关设备研制。

两大科学装置项目正在开展相关设备研制。

  惠州市科技局局长黄育勋介绍,两大科学装置主要从事基础科学研究,而先进能源科学与技术省实验室更多是把两大科学装置的先进技术应用到生产中,聚焦先进核能、多能互补、化石能源高效利用,二者密切相关,但又各有分工。

  它们牵手惠州的背后,是这座“能源大市”集火、水、风、油、气、核、地热、太阳能等各种能源于一体,将为打造石化能源新材料万亿级产业集群提供有力支撑。

  就在两大科学装置所处的惠东稔平半岛,总投资约1200亿元的广东太平岭核电项目、一二期计划总投资近190亿元的惠州港口海上风电项目、计划总投资约80亿元的惠州LNG接收站项目等一批大项目集聚,剑指大湾区能源科技创新中心。

位于惠州惠东的两大科学装置项目工地航拍图。

位于惠州惠东的两大科学装置项目工地航拍图。

  中山大学粤港澳发展研究院教授毛艳华表示,依托两大科学装置等项目,惠州将集聚众多一流科学家,推动相关科技产业发展,助力大湾区建设国际科技创新中心。

  根据规划,惠州将发挥中科院两大科学装置、先进能源科学与技术广东省实验室、广东太平岭核电等项目的协同集聚效应,引导相关能源龙头企业在惠州设立技术研究中心,并积极开展重离子相关的生命科学、生物科学、新型材料研制以及核反应堆和燃料循环技术、反应堆物理、材料和燃料科学、中子物理、生命科学、材料科学等领域产业化应用,打造世界一流的先进能源科学与技术国际研究中心和全球著名的能源科学实验基地。

  “国之重器”产业化

  “硬核科技”逐渐走向日常生活

  在惠州市惠东县黄埠镇,中科院两大科学装置项目正紧锣密鼓推进建设,多个关键部位的样机研制已基本完成。HIAF将成为世界上首个超导直线加速器、同步加速器和储存环组合的先进重离子研究装置,CiADS将成为世界上首个兆瓦级加速器驱动次临界系统研究装置。

惠州加速器驱动嬗变研究装置布局图。

惠州加速器驱动嬗变研究装置布局图。

  尽管这两个“国之重器”还在建设,但一批科研机构、高科技企业已集聚落地,相关技术已开始应用推广,并逐步“飞入寻常百姓家”。

依托重离子微孔膜技术而研制出的可清洗高效防护离子膜口罩可反复使用。

依托重离子微孔膜技术而研制出的可清洗高效防护离子膜口罩可反复使用。

  新冠肺炎疫情让口罩一度供不应求,有一款惠州制造的可重复使用的新型口罩受到关注。这正是依托中科院近代物理研究所的重离子微孔膜技术而快速研制出的可清洗高效防护离子膜口罩,其过滤层采用重离子微孔膜代替常见的熔喷布。经第三方检测,这款口罩的颗粒过滤效率约75%,细菌过滤效率约90%,用沸水或酒精处理后可使用20次以上。

  这只是技术应用的“副产品”之一,未来两大科学装置还将开拓产业“新蓝海”。

  中科院近代物理研究所副所长胡正国介绍,正在惠州部署开展产业化工作,包括谋划建设离子加速器高端制造产业链、医用短寿命同位素生产南方基地、核孔膜研发基地、重离子辐照技术产业等。

  具体来说,惠州计划推动重离子在核微孔膜以及发光材料、纳米特殊功能材料、超硬材料等新型材料相关技术应用和产品制造,培育发展重离子治癌装备制造、辐照加速器制造、先进加速器设备配套等。同时,积极开展生命科学、生物医药、中子物理、辐照诱变育种等领域科技研发和产业化应用,并加大重离子在癌症治疗、肿瘤治疗等方面的应用推广。

HIAF采用的“变前励全储能快循环脉冲电源”方案,解决了感性负载电源非谐振极快变化的国际难题。

HIAF采用的“变前励全储能快循环脉冲电源”方案,解决了感性负载电源非谐振极快变化的国际难题。

  中山大学岭南学院经济学系教授林江认为,广东的原始创新能力特别是基础研究相对薄弱,但科技成果转化能力很强。“国之重器”的布局建设,可以调动广东现有的科技资源和丰富的民间资本,在大科学装置周围集聚一批高端人才、高科技项目,使科技成果快速转化为社会生产力。

  放眼大湾区,依托“国之重器”,一座座科学城或产业园正在崛起,将加快科学研究和成果转化。

  在深圳,光明科学城瞄准打造世界一流科学城,正布局大科学装置群。

  在东莞,依托中国散裂中子源,面积超90平方公里的松山湖科学城加快规划建设。

  在惠州,在中科院两大科学装置的基础上,稔平半岛“能源科技岛”、惠东离子产业园呼之欲出。

HIAF项目采用斜拉支撑、立柱顶靠等技术,解决了增强器快脉冲二极磁铁快速上升过程中的线圈振动和磨损问题。

HIAF项目采用斜拉支撑、立柱顶靠等技术,解决了增强器快脉冲二极磁铁快速上升过程中的线圈振动和磨损问题。

  立足粤港澳面向全球

  大湾区将加快建设综合性国家科学中心

  从国际湾区来看,大科学装置是各个湾区站上科研浪潮之巅的重要密码,美国旧金山湾区的伯克利国家实验室、纽约湾区的布鲁克海汶国家实验室无不如此。今天的粤港澳大湾区也正在抢占新风口。

  广东省委党校原副校长、教授陈鸿宇表示,中央明确以深圳为主阵地建设综合性国家科学中心。深圳、东莞、惠州等大湾区城市可以作为大科学中心重要组成部分共同开展科学研究和新兴产业规划。

  目前,大湾区已集聚了中国散裂中子源、大亚湾中微子实验、江门中微子实验、惠州加速器驱动嬗变系统研究装置、惠州强流重离子加速装置等一批大科学装置,未来还有更多“国之重器”陆续落户。

  在广州,高超声速风洞、冷泉系统、人类细胞谱系、极端海洋科考设施等多个大科学装置加快布局建设。

  在深圳,未来网络试验设施(CENI)将建设成为一个先进、开放、可持续发展的大规模通用未来网络试验设施,构建世界首个以链路层虚拟化为基础的深度虚拟网络。

  在东莞,南方先进光源(SAPS)计划布局建设一台衍射极限第四代同步辐射光源,与中国散裂中子源一样,主要用于研究物质结构。

  在中山,光子科学中心计划落户中山科技创新园,将实现中山乃至珠江西岸大科学装置“零的突破”。

中科院惠州两大科学装置规划效果图。

中科院惠州两大科学装置规划效果图。

  在惠州,两大科学装置加快建设的同时,正积极争取第三个甚至第四个装置落户,将以打造全球著名能源科学实验基地为目标,谋划建设国家大科学装置集群,支持以深圳为主阵地建设综合性国家科学中心。

  胡正国表示,北京怀柔、上海张江、安徽合肥都是以国家重大科技基础设施为载体来建设综合性国家科学中心。大湾区构建重大科技基础设施集群,将为建设综合性国家科学中心提供重要支撑。

  林江认为,不同于北京、上海、合肥的路径,大湾区打造综合性国家科学中心不能只靠单一城市,而是既要发挥深圳、广州、香港等中心城市的功能,又要联动东莞、惠州等拥有大科学装置的城市,分工协作、优势互补,从而更好地建设世界一流的重大科技基础设施集群。

HIAF项目的设备样机。

HIAF项目的设备样机。

  ■大咖声音

  粒子物理、理论物理学家,中国科学院院士何祚庥:

  依托大装置 大湾区将汇聚全球科创资源

  何祚庥在接受南方日报记者专访时认为,惠州两大科学装置对粤港澳大湾区乃至全国都有极其重要的战略和发展意义。以大科学装置为媒,惠州将打造连通全球顶尖应用资源的科创高地,将进一步弥补东莞散裂中子源在产业应用性方面的不足,形成珠江口东岸前沿物理研究与生产配套应用协同并进、先进能源技术和材料探测技术快速发展的新格局。

  国家发改委学术委员会原秘书长、中国国际经济交流中心首席研究员张燕生:

  “国之重器”将深刻改变区域创新格局

  在张燕生看来,大湾区多个城市的短板恰恰在于创新链中薄弱环节占比较高,通过引进国字号的大科学装置,是一笔以资源换时间的经济账。

  张燕生表示,随着广州、深圳、东莞和惠州等大湾区城市纷纷加码重大科技基础设施布局,珠江口东岸的资源和要素构成已经通过不同业态、装置、人才和语言之间的碰撞交流而发生深刻变革。大科学装置落户大湾区城市,一方面强化了广东迈向高质量发展的弱项,另一方面也弥补了国家创新体系建设中的短板。

  科技部社会发展科技司二级巡视员徐俊:

  大科学装置将显著增强珠三角科技实力

  国家层面推动重大科技基础设施“联手”惠州、东莞等珠三角城市,旨在扬大湾区成果转化之长,补大湾区科技研发之短。徐俊在接受南方日报记者采访时表示,中央科研单位在东莞、惠州等珠三角制造业重镇以及能源大市重金布局大装置,看中的就是大湾区城市在能源禀赋、产业优势和转型方向上与国之重器“磁极效应”的高度契合。

  徐俊认为,大科学装置的引入将显著增强以惠州为代表的珠三角城市自身科技研发能力,同时补齐过去发展中的短板。“对比粤港澳大湾区我们发现,美国的海湾之州—马萨诸塞州正是得益于拥有占据举足轻重地位的众多基础性大科学装置,技术、知识密集型产业才领跑聚集,高端制造业才享誉美国。”

建设中的中科院惠州两大科学装置项目。

建设中的中科院惠州两大科学装置项目。

  ■链接

  大湾区部分大科学装置一览

  一、部分已落户项目

  1.惠州强流重离子加速器装置

  2.惠州加速器驱动嬗变研究装置

  3.东莞中国散裂中子源

  4.深圳大亚湾中微子实验站

  5.江门中微子实验站

  二、部分拟建项目

  1.未来网络试验设施

  2.南方先进光源

  3.冷泉生态系统研究装置

  4.智能化动态宽域高超声速风洞

  5.极端海洋动态过程多尺度自主观测科考设施

  6.人类细胞谱系大科学研究设施

  【策划/统筹】柯鸿海 张志超

  【南方日报记者】周欢 刘光明宝 赵雨笙

  【摄影/摄像】梁维春(部分),其余由中科院近代物理研究所提供

  【制图】钟仁敏

编辑: 杨格

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