中國散裂中子源與南方先進(jìn)光源
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 中國散裂中子源(CSNS)是我國首臺、世界第4臺脈沖型散裂中子源,為基礎(chǔ)科學(xué)前沿研究和國家發(fā)展諸多領(lǐng)域提供先進(jìn)的中子散射研究與應(yīng)用的大型交叉平臺。中國散裂中子源的成功建設(shè),填補(bǔ)了國內(nèi)脈沖中子源及應(yīng)用領(lǐng)域的空白,其技術(shù)和綜合性能進(jìn)入國際同類裝置先進(jìn)行列;顯著提升了我國在相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力,實現(xiàn)了強(qiáng)流高功率質(zhì)子加速器和中子散射領(lǐng)域的重大跨越,為材料科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、資源環(huán)境、新能源等方面的基礎(chǔ)研究和高新技術(shù)研發(fā)提供了強(qiáng)有力的支撐。中國散裂中子源的成功建設(shè)極大地推動了國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在粵港澳大灣區(qū)的發(fā)展,為粵港澳大灣區(qū)綜合性國家科學(xué)中心的建設(shè)提供了重要支撐。
同步輻射光源與散裂中子源“珠聯(lián)璧合”,是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的2種優(yōu)勢互補(bǔ)“探針”;同步輻射光源也是世界上著名大灣區(qū)的“標(biāo)配”?;浉郯拇鬄硡^(qū)未來發(fā)展迫切需要建設(shè)南方先進(jìn)光源。粵港澳大灣區(qū)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)應(yīng)當(dāng)面對粵港澳大灣區(qū)的需求,被納入國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一規(guī)劃和部署。建議南方先進(jìn)光源由廣東省人民政府聯(lián)合相關(guān)城市政府,以及香港和澳門特別行政區(qū)政府共同建設(shè),強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,探索出一條粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新合作的新模式。
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是國家科技創(chuàng)新體系的重要單元
20世紀(jì)中葉以來,物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究深入到了原子核和粒子的層次。物理學(xué)的基本規(guī)律“測不準(zhǔn)原理”要求研究的微觀尺度越小,就需要使用能量越高的粒子。粒子加速器可以產(chǎn)生高能量的粒子;能量越高,加速器就必須做得越大。加速器既可以用于粒子物理核物理領(lǐng)域的研究,還能為諸多學(xué)科交叉前沿研究提供不可替代的先進(jìn)平臺,于是大科學(xué)裝置應(yīng)運(yùn)而生。
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,也被稱為大科學(xué)裝置,是指為提升探索未知世界、發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律、實現(xiàn)科技變革的能力,由國家統(tǒng)籌布局,依托高水平創(chuàng)新主體建設(shè),面向社會開放共享的大型復(fù)雜科學(xué)研究裝置或系統(tǒng);是為高水平研究活動提供長期運(yùn)行服務(wù)、具有較大國際影響力的國家公共設(shè)施。按照不同的用途,重大科技基礎(chǔ)設(shè)施一般分為3類。
專用設(shè)施,為特定學(xué)科領(lǐng)域的重大科學(xué)技術(shù)目標(biāo)而建設(shè)的研究裝置,如北京正負(fù)電子對撞機(jī)、蘭州重離子冷卻環(huán)、超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置、高海拔宇宙線觀測站、“中國天眼”等。這類設(shè)施有明確、具體的科學(xué)目標(biāo),追求國際基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)研究的最前沿。依托這類設(shè)施開展的研究內(nèi)容、科學(xué)用戶群體也比較特定、集中。
公共實驗交叉平臺,主要為多學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究提供支撐平臺,如北京同步輻射裝置、上海光源、合肥光源、中國散裂中子源、北京高能光源、強(qiáng)磁場實驗裝置等。這類裝置為諸多領(lǐng)域的廣大用戶提供交叉研究的實驗平臺和測試手段,為相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)研究和高科技創(chuàng)新提供關(guān)鍵支撐,追求滿足用戶需求,服務(wù)全面完整。
公益基礎(chǔ)設(shè)施,主要為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國家安全和社會發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息服務(wù),如中國遙感衛(wèi)星地面站、子午線工程、長短波授時系統(tǒng)、西南野生生物種質(zhì)資源庫等,以滿足國家和公眾的需求。
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是國家科技創(chuàng)新體系的重要單元,其工程建設(shè)具有鮮明的科學(xué)和工程雙重屬性,其設(shè)計、研制和工程建設(shè)具有綜合性、復(fù)雜性、先進(jìn)性,知識創(chuàng)新和科學(xué)成果產(chǎn)出豐碩。它的高新技術(shù)溢出和人才集聚效益非常顯著。重大科技基礎(chǔ)設(shè)施往往成為發(fā)達(dá)國家科技創(chuàng)新體系的核心要素,廣泛采用國際合作的方式建設(shè)和運(yùn)行,對國內(nèi)外用戶高度開放。它不同于一般的科研儀器中心或者平臺,而是需要自行設(shè)計研制專用的設(shè)備,體量大、投資大、建設(shè)和運(yùn)行隊伍規(guī)模巨大。國內(nèi)外的公共交叉平臺型科技基礎(chǔ)設(shè)施往往成為高新科技產(chǎn)業(yè)園的核心,重大科技基礎(chǔ)設(shè)施體現(xiàn)了國家意志,反映了國家需求,是“國之重器”和“科技利器”,需要國家統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一布局、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)籌運(yùn)行與開放。重大科技基礎(chǔ)設(shè)施代表著國家的形象,是國家科技實力、經(jīng)濟(jì)實力乃至軟實力的重要標(biāo)志。
中國散裂中子源面向國家重大需求和基礎(chǔ)科學(xué)前沿
建設(shè)中國散裂中子源的建議,起源于20世紀(jì)90年代末期關(guān)于中國高能物理和先進(jìn)加速器發(fā)展戰(zhàn)略研究。面對美國和日本投巨資建設(shè)散裂中子源的發(fā)展趨勢和國內(nèi)對脈沖散裂中子源的迫切需求,中國科學(xué)院高能物理研究所(以下簡稱“高能所”)和中國原子能研究院的科學(xué)家提出了建設(shè)散裂中子源對國家科技發(fā)展的必要性。可以找到的最早明確提出建設(shè)散裂中子源的書面報告,是1999年2月中國科學(xué)院委托高能所研究的粒子物理發(fā)展戰(zhàn)略。1999年9月,高能所與中國原子能科學(xué)院向科學(xué)技術(shù)部提交建設(shè)中國散裂中子源的建議,并于2000年8月正式提出國家重大科學(xué)工程項目建議書——《多用途中子科學(xué)裝置脈沖強(qiáng)中子源》。
2000年7月,國家科技教育領(lǐng)導(dǎo)小組原則同意中國科學(xué)院提交的《中國高能物理和先進(jìn)加速器技術(shù)發(fā)展目標(biāo)》中包括了規(guī)劃中國散裂中子源。經(jīng)過相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家的深入討論和研究,散裂中子源被列入了國家“十一五”的大科學(xué)裝置建設(shè)計劃。在中國科學(xué)院的支持下高能所和中國科學(xué)院物理研究所(以下簡稱“物理所”)的科學(xué)家開始進(jìn)行設(shè)計和預(yù)制研究。
2011年10月,中國散裂中子源裝置在廣東東莞奠基,總投資23億元。高能所是工程建設(shè)的法人單位。這是優(yōu)化我國大科學(xué)裝置布局的重大戰(zhàn)略決策,使得中國科學(xué)院基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的雄厚實力與珠三角地區(qū)雄厚的經(jīng)濟(jì)實力結(jié)合起來,促進(jìn)科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級。中國散裂中子源一期建設(shè)內(nèi)容包括1臺80 MeV直線加速器、1臺1.6 GeV快循環(huán)同步加速器、1個靶站,以及3臺供科學(xué)實驗用的中子散射譜儀。其工作原理是將質(zhì)子加速到16億電子伏特,去轟擊重金屬靶。金屬靶的原子核被撞擊出質(zhì)子和中子;科學(xué)家則通過特殊的裝置“收集”中子,開展各種實驗。中國散裂中子源的各項設(shè)備的批量生產(chǎn)在全國近百家合作單位完成,許多設(shè)備的研制達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平,設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到90%以上,從而有力地促進(jìn)了我國相關(guān)領(lǐng)域高技術(shù)的發(fā)展。
中國散裂中子源裝置規(guī)模龐大,部件繁多,工藝極其復(fù)雜,高能所和物理所在制造和安裝過程中克服了重重困難。例如,快循環(huán)同步加速器的25 Hz大功率交流磁鐵在我國屬首次研制,其研制過程中遇到了超乎想象的技術(shù)挑戰(zhàn),如鐵芯和線圈的振動開裂、渦流發(fā)熱等都是技術(shù)難關(guān)。高能所科研人員與相關(guān)廠家聯(lián)合攻關(guān),經(jīng)過6年奮斗,逐一攻破技術(shù)難關(guān),終于靠自己的力量研制出合格的磁鐵;針對磁鐵磁場飽和,還創(chuàng)新性地提出了諧振電源的諧波補(bǔ)償方法,解決了多臺磁鐵之間的磁場同步問題,其性能明顯優(yōu)于國外散裂中子源。高功率靶站是散裂中子源建設(shè)的難關(guān),我國缺乏建設(shè)經(jīng)驗。經(jīng)過深入研究和設(shè)計,高能所確定了水冷鎢靶最佳方案,并同北京鋼研集團(tuán)安泰公司聯(lián)合研發(fā)鍍鉭鎢靶系統(tǒng),其性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。此后,安泰公司以此中標(biāo)歐洲散裂中子源的靶片合同。10多年來國際散裂中子源的運(yùn)行實踐表明,水冷鎢靶方案綜合性能明顯領(lǐng)先。
2017年8月,中國散裂中子源首次打靶就成功獲得完全符合預(yù)期的中子束流,向黨的十九大獻(xiàn)禮。2018年3月,中國散裂中子源按指標(biāo)、按工期、高質(zhì)量地完成了工程建設(shè)任務(wù),通過了中國科學(xué)院組織的工藝驗收,填補(bǔ)了國內(nèi)脈沖中子應(yīng)用領(lǐng)域的空白,其技術(shù)和綜合性能進(jìn)入國際同類裝置先進(jìn)行列。
2018年8月,中國散裂中子源通過了國家驗收委員會驗收。國家驗收委員會認(rèn)為,中國散裂中子源的性能全部達(dá)到或優(yōu)于批復(fù)的驗收指標(biāo)。裝置整體設(shè)計科學(xué)合理,研制設(shè)備質(zhì)量精良,靶站最高中子效率和譜儀綜合性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。專家還認(rèn)為,中國散裂中子源通過自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新,在加速器、靶站、譜儀方面取得了一系列重大技術(shù)成果,顯著提升了我國在高功率散裂靶、磁鐵、電源、探測器及電子學(xué)等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力,使我國在強(qiáng)流質(zhì)子加速器和中子散射領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大跨越。
通過工程建設(shè),高能所在東莞形成了一支高水平、專業(yè)齊全的科學(xué)研究、工程技術(shù)和工程管理隊伍,成立了東莞分部。東莞分部協(xié)同北京本部的雄厚力量,成為粵港澳大灣區(qū)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、運(yùn)行和研究的骨干力量。
中國散裂中子源通過國家驗收后正式進(jìn)入對用戶開放運(yùn)行階段,裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠高效。2020年2月28日,中國散裂中子源打靶束流功率達(dá)到100 kW的設(shè)計指標(biāo),穩(wěn)定供束運(yùn)行,達(dá)到設(shè)計指標(biāo)時間比原計劃提前1年半。2022年10月,打靶束流功率達(dá)到140 kW,2024年3月達(dá)到160 kW,并實現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行,其運(yùn)行效率居國際散裂中子源之首。
中國散裂中子源裝置目前已完成11輪開放共享,完成了超過1650個科研課題,取得了一大批重要科學(xué)成果。相關(guān)課題涵蓋了材料科學(xué)技術(shù)、新能源、物理、化學(xué)化工、生命科學(xué)技術(shù)等多個前沿交叉和高科技研發(fā)領(lǐng)域,如鋰離子電池、太陽能電池結(jié)構(gòu)、稀土磁性、新型高溫超導(dǎo)、功能薄膜、高強(qiáng)合金、芯片單粒子效應(yīng)等。典型的成果包括:對國產(chǎn)高鐵車輪進(jìn)行內(nèi)部深度殘余應(yīng)力測量,對高鐵車輪的安全性和提速具有重大意義;利用中子的穿透能力和對復(fù)雜組分的定量識別能力,研究創(chuàng)世界紀(jì)錄的超強(qiáng)且韌性優(yōu)良的超級鋼,準(zhǔn)確測量了超級配分鋼中位錯密度演化,發(fā)現(xiàn)了新的位錯機(jī)理;對鋰電池的性能進(jìn)行中子原位測量,研究汽車鋰電池的結(jié)構(gòu)特征和鋰離子在充放電循環(huán)過程的輸運(yùn)行為,對鋰電池性能提高具有重要意義。
2022年12月,中國散裂中子源二期工程可行性研究報告獲得國家發(fā)展和改革委員會批復(fù);2024年1月,獲準(zhǔn)正式動工。二期工程建成后,中國散裂中子源的譜儀數(shù)量將增加到20臺左右,覆蓋廣大用戶各方面研究領(lǐng)域。同時,加速器打靶束流功率將提高到500 kW。新的譜儀和實驗終端建成后,中國散裂中子源的設(shè)備研究能力將大幅提升,實驗精度和速度將極大提高,能夠測量更小的樣品、研究更快的動態(tài)過程,為前沿科學(xué)研究、國家重大需求和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更先進(jìn)的研究平臺。
中國散裂中子源積極推動相關(guān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。硼中子俘獲治療(BNCT)是中國散裂中子源技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的第一個大型項目。BNCT采用放射與藥物結(jié)合的二元、靶向、細(xì)胞級精準(zhǔn)放療方法,具有非常好的發(fā)展前景。具有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)的BNCT臨床設(shè)備已經(jīng)在東莞市人民醫(yī)院安裝就緒,即將開始臨床試驗。BNCT將成為繼質(zhì)子放療,重離子放療后的第3種粒子放療技術(shù),并可能發(fā)展成為普惠醫(yī)療設(shè)備,進(jìn)入地市級醫(yī)院,服務(wù)人民健康。
建設(shè)南方先進(jìn)同步輻射光源
同步輻射光源與散裂中子源都是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的理想“探針”,兩者優(yōu)勢互補(bǔ),廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、物理學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)化工、新能源、資源環(huán)境等多個重要研究領(lǐng)域。同步輻射產(chǎn)生非常強(qiáng)的X射線,與原子外的電子相互作用,對較重的原子敏感。但對輕元素,特別是氫、氦、氧、氮等能源和生命科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵元素,探測效率就大幅下降。然而,這恰恰是散裂中子源的中子散射所擅長的。由于中子不帶電,穿透性強(qiáng),可研究高溫、高壓、極低溫、強(qiáng)磁場等極端條件下的物質(zhì)特性,能區(qū)分輕的元素和同位素。中子具有磁矩,在研究磁性材料、超導(dǎo)機(jī)制、量子材料等方面具有特別優(yōu)勢。中子在研究大型工程部件的殘余應(yīng)力和服役性能具有獨(dú)特的優(yōu)勢。散裂中子源造價高、技術(shù)復(fù)雜,而且與同步輻射裝置相比中子強(qiáng)度低、探測困難、實驗難度高,因此世界上只有4臺散裂中子源。但是,許多前沿科學(xué)的關(guān)鍵問題和國家重大戰(zhàn)略需求問題只有用散裂中子源才能解。同步輻射光源在實驗效率上則具有很大的優(yōu)勢,可以快速得到實驗結(jié)果,每年可接待的用戶數(shù)量遠(yuǎn)高于散裂中子源。很多用戶進(jìn)行的研究項目,需要同時用到這2種研究手段。因此,國外中子源旁邊往往會建設(shè)一臺同步輻射光源。例如,英國盧瑟福國家實驗室,瑞士保羅謝勒研究所(PSI)、瑞典隆德(Lund)、法國格勒諾布爾(Grenoble)等研究中心都同時擁有這2種大科學(xué)裝置,“珠聯(lián)璧合”,形成強(qiáng)大的研究能力,吸引大批科學(xué)家來開展實驗,促進(jìn)學(xué)科的交叉融合,獲得豐碩科學(xué)和應(yīng)用成果,成為世界重要的科技研究中心。
中國同步輻射光源建設(shè)起步于20世紀(jì)80年代,目前在北京、上海、安徽合肥及臺灣新竹共有4臺光源,涵蓋了從第一代到第三代同步光源。位于北京懷柔的第四代高能同步光源(HEPS,6 GeV)預(yù)計2025年底通過驗收,與此同時,合肥也正在建設(shè)低能區(qū)第四代同步輻射光源(2.2 GeV)。粵港澳大灣區(qū)科技實力雄厚,用戶群體龐大,急需建設(shè)先進(jìn)同步輻射光源,以滿足迅速增長的用戶需求,特別是大批生命科學(xué)樣品不適宜長途運(yùn)輸?shù)狡渌捷椛涔庠?。因此,立即?guī)劃和建設(shè)南方先進(jìn)光源已經(jīng)提上日程。實際上,同步輻射光源是世界上著名大灣區(qū)的“標(biāo)配”,如舊金山灣區(qū)的伯克利光源、紐約灣區(qū)的布魯克海文國家實驗室光源、東京灣區(qū)筑波的KEK(高能加速器研究組織)光源等。
廣東省委、省政府于2017年8月提出了依托中國散裂中子源建設(shè)先進(jìn)同步輻射光源的構(gòu)想,希望高能所能夠給予支持并承擔(dān)建設(shè)任務(wù)。中國科學(xué)院與廣東省人民政府于2018年11月在廣州簽署《共同推進(jìn)粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心建設(shè)合作協(xié)議》。作為重點(diǎn)合作項目,高能所與東莞市簽署了《關(guān)于推進(jìn)南方光源重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)合作協(xié)議》,正式啟動南方光源前期工作。東莞市政府支持建設(shè)的南方光源研究平臺已經(jīng)投入運(yùn)行。南方光源定位于中能(3.5 GeV)第四代同步輻射光源,與國內(nèi)已有和在建的第四代同步輻射光源相互補(bǔ)充。該建議得到了粵港澳大灣區(qū)科技界和產(chǎn)業(yè)界的熱烈響應(yīng),需求極為強(qiáng)烈。迄今,已經(jīng)召開了10多次用戶會議,廣泛聽取了用戶對南方光源建設(shè)方案和實驗線站的意見,優(yōu)化了設(shè)計方案。
與中國散裂中子源工程的建設(shè)不同,國內(nèi)對于同步輻射光源建設(shè)運(yùn)行有很多的經(jīng)驗積累。高能所建設(shè)的北京HEPS已經(jīng)按計劃順利完成工程建設(shè),開始調(diào)束,預(yù)計2025年底通過驗收。它將成為世界上最亮的同步輻射光源。HEPS建設(shè)積累的技術(shù)、隊伍和裝備,大部分能夠在南方光源的建設(shè)中發(fā)揮支撐作用,從而降低工程建設(shè)的難度和造價。
已建成的中國散裂中子源和規(guī)劃建設(shè)中的南方先進(jìn)光源,將形成多種研究手段互補(bǔ)的大科學(xué)裝置集群,這對于粵港澳大灣區(qū)綜合性國家科學(xué)中心的建設(shè)具有十分重要的意義。南方先進(jìn)光源將把服務(wù)粵港澳大灣區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為重要的定位之一。南方先進(jìn)光源在服務(wù)基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的同時,將特別面向粵港澳大灣區(qū)先進(jìn)產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級,潛力巨大。
對國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施在粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃的若干思考
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國擬建、在建和運(yùn)行的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施總量已經(jīng)達(dá)到77個,其中32個已建成運(yùn)行。此外,還有一批由有關(guān)部委支持建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。雖然總的數(shù)量和種類已經(jīng)接近發(fā)達(dá)國家水平,但多數(shù)裝置的綜合性能、實驗終端的數(shù)量和性能與發(fā)達(dá)國家差距較大。特別是科學(xué)產(chǎn)出差距更為突出,重大科技創(chuàng)新成果較少,對產(chǎn)業(yè)的支撐能力不足,不能滿足創(chuàng)新驅(qū)動國家發(fā)展戰(zhàn)略,支撐高水平科技自立自強(qiáng)的迫切需求。
過去幾個“五年計劃”的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃曾經(jīng)過于集中在新建設(shè)施,對已有設(shè)施的升級改造和研究投入嚴(yán)重不足。從“十四五”開始,這種現(xiàn)象已經(jīng)明顯扭轉(zhuǎn)。從發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗來看,將重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)費(fèi)過分集中于新建設(shè)施,顯然是不能持續(xù)的。應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加大國家和地方政府的投入力度,在部署一批新的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的同時,更要重視現(xiàn)有設(shè)施的升級改造。應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)支持為國家發(fā)展戰(zhàn)略必爭的關(guān)鍵領(lǐng)域,支撐高水平自立自強(qiáng)的設(shè)施,努力做到高起點(diǎn)高水平、適度超前發(fā)展,全方位服務(wù)國家發(fā)展戰(zhàn)略。重大科技基礎(chǔ)設(shè)施部署應(yīng)當(dāng)要求明確的科學(xué)技術(shù)目標(biāo)和用戶群體,力求綜合性能先進(jìn)、符合國情。
重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃要考慮裝置的全生命周期,重視裝置的立項和建設(shè),同時必須認(rèn)真考慮它們的運(yùn)行開放維護(hù)費(fèi)用(年運(yùn)行費(fèi)用一般為建造費(fèi)用的10%左右)、后續(xù)實驗設(shè)施的建設(shè)及升級改造的經(jīng)費(fèi)來源,并必須保證穩(wěn)定支持科學(xué)研究經(jīng)費(fèi)。目前,一些新建設(shè)施的方案往往盲目追求單項指標(biāo)“世界第一”的宣傳噱頭,而不充分考慮設(shè)施的綜合性能和支撐用戶實驗的能力。
近年來,由于重大科技基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的社會影響和輻射效應(yīng),不少地方紛紛提出建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的宏大計劃。地方政府關(guān)心科技創(chuàng)新的熱情可嘉,但部分地方已經(jīng)出現(xiàn)過熱苗頭,可能帶來嚴(yán)重問題,必須引起高度重視。如果不考慮科技發(fā)展的實際需求和設(shè)施建設(shè)的可行性,實際成為體現(xiàn)地方政府的“科技創(chuàng)新政績工程”,低水平重復(fù),很可能造成嚴(yán)重的浪費(fèi),甚至出現(xiàn)“爛尾工程”。這將挫傷各方對建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的積極性,影響其持續(xù)發(fā)展。此外,地方政府具備建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)濟(jì)實力和愿望很重要,但這遠(yuǎn)不是充分條件——必須充分考慮裝置建設(shè)的可行性,特別是具有一支高水平的科學(xué)技術(shù)、工程建設(shè)和管理隊伍。這不是引進(jìn)一兩個“帥才”就能解決的,也不能依賴高薪“挖”正在建設(shè)和運(yùn)行的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施隊伍的“墻角”來拼湊起一支勝任工程建設(shè)隊伍。
因此,必須繼續(xù)堅持國家統(tǒng)一規(guī)劃和部署重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的原則,堅持以國家科技發(fā)展的戰(zhàn)略需求和用戶需求為導(dǎo)向。為了充分調(diào)動地方政府參加大科學(xué)裝置建設(shè)的積極性,建議將新建重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的地方共建部門從現(xiàn)有的裝置所在省市適當(dāng)擴(kuò)展到由鄰近城市共同承擔(dān)。這樣可以集中力量辦大事,滿足更多省市參與建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的愿望,并減小地方政府承擔(dān)匹配建設(shè)經(jīng)費(fèi)的壓力,優(yōu)化資源配置,以建設(shè)國際先進(jìn)的高水平設(shè)施,加快實驗終端的建設(shè)步伐。基于此,建議南方先進(jìn)光源由廣東省人民政府聯(lián)合相關(guān)東莞市和深圳市政府,以及香港和澳門特別行政區(qū)政府共同建設(shè),強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,從而探索出一條粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新合作的新模式。該建議已得到有關(guān)各方的積極響應(yīng)。
中國散裂中子源在廣東省東莞市的成功建設(shè)吸引了多項國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施落戶粵港澳大灣區(qū),包括正在惠州建設(shè)的強(qiáng)流重離子加速器裝置(HIAF)和加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)(CiADS)。粵港澳大灣區(qū)以其雄厚的經(jīng)濟(jì)實力、高度改革開放和對科技創(chuàng)新的大力支持吸引了“十四五”國家規(guī)劃的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目的30%,成為名副其實的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的新高地。重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)是粵港澳大灣區(qū)綜合性國家科學(xué)中心建設(shè)的重要組成部分?;浉郯拇鬄硡^(qū)的基礎(chǔ)科學(xué)研究、科技創(chuàng)新和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)對重大科技基礎(chǔ)設(shè)施有巨大的需求,特別是迫切需要建設(shè)南方先進(jìn)光源。但是,粵港澳大灣區(qū)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃必須被納入國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)一規(guī)劃和部署——這是粵港澳大灣區(qū)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施持續(xù)發(fā)展的基本條件之一。同時,粵港澳大灣區(qū)內(nèi)部要加強(qiáng)統(tǒng)一規(guī)劃,相鄰城市和特別行政區(qū)共同承擔(dān)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施工程的建設(shè),集中力量辦大事,使南方先進(jìn)光源成為粵港澳大灣區(qū)綜合性國家科學(xué)中心的旗艦項目,探索出一條大灣區(qū)科技創(chuàng)新合作的新模式。
(作者:陳和生,中國科學(xué)院高能物理研究所?!吨袊茖W(xué)院院刊》供稿)