懷柔科學城五大「重器」集結完畢!預計2025年投入使用

自國務院提出建設懷柔科學城後

懷柔科學城一路昂頭闊步

向著世界級原始創新承載區不斷邁進

目前

國家在「十二五」期間和「十三五」期間

布局的五大科學裝置

已經全部在懷柔科學城啟動建設！

今天，小編就帶你

認識下這五大科學裝置

壹

綜合極端條件實驗裝置

/ 裝置名片 /

2017年9月28日開工建設，累計完成建安工程量93%。

什麼是綜合極端條件實驗裝置？

綜合極端條件實驗裝置項目是指綜合集成低溫、高壓、強磁場、超快光場等一系列配套的集群設備所構成的大型科學實驗設施，包括極端實驗條件產生系統、極端條件下的樣品表徵和測量系統以及能滿足上述各系統研製、升級、維護與運行支撐系統等。

世界上許多發達國家或地區，如美國、歐洲、日本都在此領域投入大量的人力和物力，展開了激烈競爭，許多著名的研究機構都擁有先進的極端條件實驗設施，但也僅限於單項指標及兩項綜合指標。

這個裝置有什麼用處？

此裝置將建設國際上首個集極低溫、超高壓、強磁場和超快光場等綜合極端條件為一體的用戶裝置，實現1mK的極低溫、300GPa的超高壓、26T的超導磁體強磁場和100as（阿秒）的超快光場等單項極端條件指標，實現10000T/K的磁場/溫度值、2800 T·GPa/K的磁場·壓力/溫度值、60000GPa·K的壓力·溫度值及4.2K下200fs（飛秒）的超快光場脈寬等綜合極端條件指標，將極大提升我國在物質科學及相關領域的基礎研究與應用基礎研究綜合實力，促使我國在諸如新型高溫超導體的發現、非常規超導機理的突破、量子計算核心技術突破、物性的超快調控和晶格振動實時成像的實現等研究方向上取得國際一流的研究成果。

綜合極端條件能極端到什麼程度呢?

極低溫：低至1mK，無限接近絕對零度（攝氏溫標零下273.15度）

超高壓：強至300GPa，接近地心處的壓力

強磁場：強至26T的超導磁體強磁場，比地球磁場高60萬倍

超快光場：快至100as（阿秒），達到電子震動的時間單位

正如中科院物理所方忠所長所說「項目建設將大幅提升我國綜合極端條件下的科學與技術研究能力及尖端實驗設備的研製、運行能力，科研人員可以開展非常規超導、拓撲物態、新型量子材料與器件等方面的研究工作，並可在物理、材料、化學和生物醫學等領域開展超快科學研究，探索極端時空尺度上的物質結構信息和動力學信息；將提升我國在相關基礎研究、高技術研究領域的綜合水平，使我國在該領域的綜合實力步入世界一流水平。」

貳

地球系統數值模擬裝置

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2018年9月28日開工建設，累計完成建安工程量55%。

什麼是地球系統數值模擬裝置？

地球系統數值模擬裝置將建成我國首個具有自主智慧財產權，以地球系統各圈層數值模擬軟體為核心，軟、硬體指標相適應，規模及綜合技術水平位於世界前列的專用地球系統數值模擬裝置。

全球系統模式下，大氣和陸面水平解析度達到25公裡，海洋和海冰水平解析度達到10公裡；區域模式下，國內高精度環境模擬空間解析度達到3公裡，重點區域空間解析度達到1公裡；裝置峰值運算能力達到15千萬億次浮點/秒，球形顯示屏直徑3米，可視化系統可支持6種不同形態跨尺度顯示系統的展示與協同交互。裝置的建設可大幅提升我國地學水平，催生重大成果，解決一系列國家重大需求。

這個裝置有什麼用處？

裝置中文名為「寰」，英文名為「EarthLab」。「寰」將研究地球系統的大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈的物理、化學、生物過程及其相互作用，探究上述相互作用對地球系統整體和我國區域環境的影響；融合模擬與觀測數據提高預測的準確性，提高氣候變化、大氣汙染、暴雨等預測水平；為國內外地球系統領域科研人員提供綜合的實驗研究平臺，促使地學領域實現跨越式發展，為區域防災減災、應對氣候變化、大氣環境治理等重大問題提供科學支撐。

為什麼建地球系統數值模擬裝置？

為我國防災減災、應對氣候變化、大氣環境治理等重大問題提供科學支撐。

提升我國在氣候與環境領域的國際話語權和影響力，為我國參與全球治理提供科學支撐。

提高氣候變化、大氣汙染、暴雨等預測的準確性，進行跨學科協同研究，對地球環境進行大數據分析，發現新的現象，並預測未來變化。

裝置的建設與應用，將形成大數據驅動型的科研創新模式，以科技創新服務經濟社會發展，並推動各行業創新。

叄

高能同步輻射光源

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裝置現狀：2019年6月29日開工建設。

什麼是高能同步輻射光源？

高能同步輻射光源（HEPS）是《國家重大科技基礎設施建設「十三五」規劃》確定建設的重點內容之一，是基礎科學和工程科學等領域原創性、突破性創新研究的重要支撐平臺。

這個裝置有什麼用處？

設施建成後，可滿足前沿科學和工程應用等領域的研究需求，並且成為國際領先的高能同步輻射光源試驗平臺，也將是中國擁有的第一臺高能量同步輻射光源，為提升我國科學、技術創新能力提供有力的支撐。

HEPS項目存儲環周長1360米，提供能量最大為6.0Gev，工程目標是建成世界上發射度最低（60pm rad）、亮度最高（>1022phs/s/mm2/mrad2/0.1%BW）的同步輻射光源，提供能量高達300keV的高性能X射線，為國家安全、工業核心技術創新、基礎科學研究提供先進的實驗平臺，大幅度提升我國在以上領域研發方面的創新能力，提升我國在精密機械、光學、探測器等系列技術領域的設計和製造能力。

這個裝置能為國家和人民帶來什麼利益？

高能同步輻射光源將在我國先進材料、航空航天、能源、環保、醫藥、石油、化工、生物工程和微細加工等領域中廣泛應用，提供突破瓶頸問題的關鍵手段，通過推動技術創新，提升企業的核心競爭力，推動相關高科技產業的發展。

高能同步輻射光源將成為我國重要的國際科技合作與基礎科學研究平臺，提升我國在相關領域原始創新能力的同時，增強我國的國際影響力。還將成為相關領域高科技人才的引進和培養基地。

肆

多模態跨尺度生物醫學成像設施

/ 裝置名片 /

裝置現狀：2019年6月29日開工建設。

什麼是多模態跨尺度生物醫學成像設施？

「多模態跨尺度生物醫學成像」國家重大科技基礎設施的建設將以前所未有的方式融合光、聲、電、磁、核素、電子等成像範式，提供從埃到米、從微秒到小時跨越十個空間與時間尺度研究生命科學問題的能力，精準描繪生命活動基本原理和疾病發病機制的全景圖，為全面提升我國生命科學與醫學研究水平提供長久而可靠的戰略支撐。

這個裝置有什麼用處？

設施面向各方面科研需求，優先服務於國家重大研究計劃及重大國際合作計劃，將建設在綜合能力上成為世界一流的生物醫學成像多模態、跨尺度、學科融合的研究設施，實現成像空間尺度10-10 – 1 m，成像空間解析度10-10 – 1 mm，成像時間尺度10-6秒–1年，成像時間解析度10-6秒–25毫秒等主要技術指標，以及4種以上模態融合和15 PB圖像存儲能力；形成從生物分子到人體的各個尺度上的原位、活體、動態的多模態、跨尺度觀測能力，從而支撐我國大腦認知、腫瘤、心血管疾病等生物醫學問題研究能力和原始創新水平的提升。

這個裝置有什麼樣的重大意義？

近年來，我國在生物醫學成像技術原創能力、設備研發和應用方面實力已取得長足的進步。但是我國尚無大規模、系統化的生物醫學成像設施，無法滿足近年來蓬勃崛起的生物醫學研究對先進成像技術的迫切需求。

作為生物醫學成像領域由我國科學家首倡的大科學工程，這一設施在未來將提供革命性的研究手段，對生命體結構與功能進行跨尺度可視化描繪與精確測量，促進對生命活動基本原理和疾病發病機制的全面、準確理解，進而為疾病的個性化檢測、精準診斷、基因及靶向藥物跟蹤、預後判斷、療效評價等方面提供理論指導與技術支持。

同時，該設施將發揮國家平臺的資源優勢和整合能力，集中各領域人オ合力攻關，系統建立自主產權，逐步改變我國高端生物醫學影像設備市場需求巨大但依賴進口的現狀。設施還將成為引領和帶動技術和方法創新的國家基地，與國內生物醫學影像公司組建產業聯盟，打造生物醫學成像「產學研」一條龍的生態環境，買現高端生物醫學影像儀器裝備的「中國智造」。

這一項目建成後將按照「開放合作、資源共享」的原則面向全世界用戶開放，開展科學研究和國內外交流。也就是說，該設施的研究將不僅僅讓國人受益，也能為全球有需要的人群服務！

伍

空間環境地基綜合監測網（子午工程二期）

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裝置現狀：2019年7月29日開工建設。

什麼是空間環境地基綜合監測網（子午工程二期）？

空間環境地基綜合監測網是《國家重大科技基礎設施建設「十三五」規劃》十大優先建設的項目之一。

子午工程二期由中科院國家空間科學中心作為項目法人單位，全國16家單位參加建設，工程建設周期4年。作為我國空間科學領域唯一的國家重大科技基礎設施，2012年建成的子午工程一期實現了我國地基空間環境監測的跨越發展，二期工程將在規模和覆蓋範圍上較一期工程大幅拓展，還將建設多臺先進的大型監測設備，在探測能力上實現飛躍。

這個裝置有什麼用處？

全面建成後的空間環境地基監測網將包含31個監測臺站、近300臺監測設備，綜合運用地磁、無線電、光學、探空火箭等多種監測手段，將首次實現對日地空間環境全圈層、立體、多要素綜合探測，大幅提高我國在日地關係這一重大基礎科學領域的創新研究能力，使我國步入世界空間天氣領域的先進國家。

子午二期要建成什麼樣？

子午二期工程項目建設，將進一步滿足空間科學前沿探索、保障經濟社會可持續發展和國家空間安全等方面的迫切需求，提升解決重大空間科學問題和自主空間天氣預報保障能力。

懷柔科學城布局的五個大科學裝置

佔在北京落地的19個大科學裝置的26%

是北京地區大科學裝置最為密集的區域

將成為北京建設具有全球影響力的科技創新中心

以及我國建設創新型國家

和世界科技強國的重要支撐！

預計從2021年起

大科學裝置將陸續建成投入運行

到2025年

五個大科學裝置將全部實現投入使用

一起翹首以待吧！

文章轉自：懷柔科學城HSC

圖文編輯：王鑫磊