日前，國家發(fā)改委公布《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》。在大型科學(xué)儀器領(lǐng)域，大型光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡、硬X射線自由電子激光裝置、多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施、超重力離心模擬與實(shí)驗裝置等值得期待。

日前，國家發(fā)改委公布《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》。根據(jù)該規(guī)劃內(nèi)容，十三五期間將優(yōu)先布局10個建設(shè)項目。

在大型科學(xué)儀器領(lǐng)域，大型光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡、硬X射線自由電子激光裝置、多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施、超重力離心模擬與實(shí)驗裝置等值得期待。

一：空間環(huán)境地基監(jiān)測網(wǎng)(子午工程二期)

空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測網(wǎng)是開展空間天氣研究、保障國家空間活動和空間安全的重要設(shè)施。圍繞綜合性、多尺度、長期連續(xù)監(jiān)測我國空間環(huán)境區(qū)域性特征和研究日地空間天氣變化規(guī)律的科學(xué)目標(biāo)，在子午工程現(xiàn)有常規(guī)監(jiān)測鏈的基礎(chǔ)上，主要建設(shè)由相控陣非相干散射雷達(dá)、高頻相干散射雷達(dá)群、大口徑激光雷達(dá)、大規(guī)模太陽射電陣等組成的先進(jìn)探測系統(tǒng)，形成覆蓋全國的“兩橫兩縱”地基監(jiān)測網(wǎng)，具備百公里級空間分辨、實(shí)時獲取30余種空間環(huán)境要素的日地空間天氣全過程探測能力。設(shè)施建成后，可成為國際上綜合性最強(qiáng)、覆蓋區(qū)域最廣的先進(jìn)地基空間環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)，促進(jìn)我國空間環(huán)境的認(rèn)知水平和應(yīng)用保障能力進(jìn)入國際先進(jìn)水平。

二：大型光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡

大型光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡是開展天體物理研究必備的核心基礎(chǔ)設(shè)施之一。圍繞宇宙各層次天體起源和演化、極端宇宙條件物理、由宇宙結(jié)構(gòu)形成揭示的暗物質(zhì)和暗能量性質(zhì)及引力波源光學(xué)對應(yīng)體等重大前沿研究需求，優(yōu)選臺址，建設(shè)一架12米級口徑光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡，具備多目標(biāo)、暗天體高分辨成像和光譜觀測的精測能力，最暗天體成像極限亮度達(dá)到28星等，最暗天體光譜極限亮度達(dá)到25星等。設(shè)施建成后，可使我國光學(xué)極限探測能力處于國際領(lǐng)先行列，大幅提升天文觀測重大發(fā)現(xiàn)的綜合能力，同時為相關(guān)領(lǐng)域的前沿研究提供重要支撐，帶動我國先進(jìn)光學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

三：極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗設(shè)施

極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗設(shè)施，對開展暗物質(zhì)直接探測、無中微子雙貝塔衰變、宇宙重核形成等基礎(chǔ)科學(xué)前沿研究具有重大意義。優(yōu)選地址建設(shè)該設(shè)施，主要包括：垂直巖石覆蓋大于2300米、宇宙線通量小于每年每平方米100個、容積大于30萬立方米的實(shí)驗空間;大型液氮低溫輻射屏蔽與高純鍺反符合裝置;大型常溫純凈水輻射屏蔽與液氙自屏蔽裝置;組合式固體輻射屏蔽裝置;微貝克每公斤量級的輻射本底測量與分析裝置等。設(shè)施建成后，可為粒子物理與核物理及相關(guān)領(lǐng)域重要科學(xué)問題研究提供極低宇宙線通量和極低環(huán)境輻射本底的實(shí)驗條件，為建設(shè)國際領(lǐng)先水平的研究中心奠定基礎(chǔ)。

四：大型地震工程模擬研究設(shè)施

建設(shè)大型地震工程模擬研究設(shè)施，開展復(fù)雜巖土介質(zhì)與水環(huán)境中地震災(zāi)害及防控模擬，對揭示地震引起的自然環(huán)境和工程災(zāi)變機(jī)理，防范自然災(zāi)害，保障土木、水利和海洋等重大工程的安全具有重要意義。設(shè)施主要建設(shè)內(nèi)容包括：移動組合式三向六自由度地震模擬振動臺臺陣系統(tǒng)、工程地震災(zāi)害數(shù)字仿真系統(tǒng)及配套設(shè)施等，單臺最大載重1350噸以上，滿載最大加速度20米每平方秒，具備可靠模擬多點(diǎn)多維地震差動、大比尺和足尺模擬工程地震災(zāi)害的能力。設(shè)施建成后，可大幅提升我國防災(zāi)減災(zāi)原始創(chuàng)新能力，為提高我國地震災(zāi)害的防范水平提供重要支撐。

五：聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施

核聚變能是解決人類能源問題的根本出路之一。建設(shè)多場耦合環(huán)境下的聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施，對保障我國聚變堆的先進(jìn)性、安全性和可靠性，加快聚變能實(shí)際應(yīng)用進(jìn)程具有重要意義。設(shè)施主要建設(shè)最大粒子通量達(dá)到1024每平方米每秒的偏濾器物理、材料和部件研究系統(tǒng)，以及最高背景場達(dá)到15特斯拉的超導(dǎo)導(dǎo)體和磁體研究系統(tǒng)，為聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)研究提供粒子流、電、磁、熱、力等極端實(shí)驗條件。設(shè)施建成后，可成為國際聚變領(lǐng)域參數(shù)最高、功能最完備的綜合性研究平臺，為我國開展聚變堆設(shè)計及核心部件研發(fā)、熱與粒子排除關(guān)鍵問題研究、大規(guī)模低溫和超導(dǎo)技術(shù)研究、強(qiáng)流粒子束與基礎(chǔ)等離子體研究、深空推進(jìn)探索等提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

六：高能同步輻射光源

高能同步輻射光源是基礎(chǔ)科學(xué)和工程科學(xué)等領(lǐng)域原創(chuàng)性、突破性創(chuàng)新研究的重要支撐平臺。圍繞航空材料、武器物理、工程材料全壽命周期等國家安全和工業(yè)應(yīng)用相關(guān)研究，以及能源、環(huán)境、生命科學(xué)等基礎(chǔ)研究對高亮度、高能量X射線的緊迫需求，建設(shè)高能同步輻射光源，主要包括注入器、儲存環(huán)、光束線、實(shí)驗站以及輔助設(shè)施。儲存環(huán)能量達(dá)6千兆電子伏，發(fā)射度優(yōu)于0.1納米弧度，高性能光束線站容量不少于90條，提供能量達(dá)300千電子伏的X射線，具備納米量級空間分辨、皮秒量級時間分辨、毫電子伏量級能量分辨能力。設(shè)施建成后，可滿足前沿科學(xué)和工程應(yīng)用等領(lǐng)域的研究需求，成為國際領(lǐng)先的高能同步輻射光源試驗平臺，為提升我國科學(xué)、技術(shù)創(chuàng)新能力提供有力的支撐。

七：硬X射線自由電子激光裝置

X射線自由電子激光具有超高峰值亮度、超短脈沖、高度相干等優(yōu)異性能，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)突破與技術(shù)創(chuàng)新的研究利器。為滿足材料、能源、環(huán)境、物理與化學(xué)、生命及醫(yī)藥等領(lǐng)域的創(chuàng)新研究對高亮度相干X射線光源的迫切需求，建設(shè)硬X射線自由電子激光裝置，主要包括：高性能電子直線加速器、高亮度自由電子激光放大器、光束線和四維探測綜合實(shí)驗站等，具備電子能量大于6千兆電子伏、光子能量高于12千電子伏、及飛秒級時間分辨和納米級空間分辨的能力。設(shè)施建成后，總體性能可達(dá)到國際領(lǐng)先水平，與現(xiàn)有同步輻射光源形成優(yōu)勢互補(bǔ)，為解決科學(xué)前沿和國家戰(zhàn)略需求中的重大科學(xué)問題提供有效手段。

八：多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施

生命體結(jié)構(gòu)與功能跨尺度的可視化描繪與精確測量對生物醫(yī)學(xué)研究取得革命性突破具有重大意義。以打通尺度壁壘、整合多模態(tài)信息、精準(zhǔn)描繪生命活動時空過程為科學(xué)目標(biāo)，建設(shè)多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)成像設(shè)施，主要包括：以亞納米分辨光電融合技術(shù)為代表的多模態(tài)高分辨分子成像裝置、以毫秒分辨顯納成像為代表的多模態(tài)活體細(xì)胞成像裝置、以超高場磁共振成像為代表的多模態(tài)醫(yī)學(xué)成像裝置以及全尺度圖像整合系統(tǒng)，具備全景式揭示基因表達(dá)、分子構(gòu)象、細(xì)胞信號、組織代謝及功能網(wǎng)絡(luò)的時空動態(tài)和內(nèi)在聯(lián)系的能力。設(shè)施建成后，可通過光、聲、電、磁、核素、電子等模態(tài)的融合，實(shí)現(xiàn)從埃到米、微秒到小時的跨尺度結(jié)構(gòu)與功能成像，為我國生物醫(yī)學(xué)研究提供先進(jìn)的、全方位的觀測手段，促進(jìn)我國生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

九：超重力離心模擬與實(shí)驗裝置

超重力環(huán)境可以增大多相介質(zhì)體積力和相間相對運(yùn)動驅(qū)動力，是研究巖土體大尺度演變和災(zāi)變、地下環(huán)境長歷時污染必不可少的實(shí)驗手段，也是研究材料相分離效應(yīng)的極端物理條件。圍繞實(shí)驗再現(xiàn)巖土體大尺度演變和災(zāi)變及加速材料相分離的科學(xué)目標(biāo)，建設(shè)超重力離心模擬與實(shí)驗裝置，主要包括：最大加速度1500g、最大負(fù)載30噸、加速度和負(fù)載可控可調(diào)、容量1500g·噸的超重力離心機(jī)，以及深地與深海、場地地震、邊坡與高壩、地下環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造、材料制備等超重力實(shí)驗艙，具備單次實(shí)驗再現(xiàn)巖土體千米尺度演變與災(zāi)變、污染物萬年遷移及獲取千個材料共晶成分的能力。設(shè)施建成后，可為深地深海資源開發(fā)、重大工程防災(zāi)、廢棄物地下處置、新材料制備等領(lǐng)域的研究提供有力支撐。

十：高精度地基授時系統(tǒng)

授時系統(tǒng)是國家重要科技基礎(chǔ)設(shè)施，對科學(xué)研究、國家安全和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)具有重要意義。為進(jìn)一步提高我國授時系統(tǒng)的安全性、可靠性和授時精度，建設(shè)與星基授時系統(tǒng)相對獨(dú)立、互補(bǔ)增強(qiáng)、融合共用的高精度地基授時系統(tǒng)，主要包括：增補(bǔ)完善增強(qiáng)型羅蘭授時系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)長波授時信號的全國土覆蓋，重點(diǎn)區(qū)域授時精度優(yōu)于百納秒;利用通信光纖網(wǎng)建設(shè)覆蓋主要城市和重要用戶的高精度光纖時頻傳遞骨干網(wǎng)，時間傳遞精度優(yōu)于百皮秒，頻率傳遞精度達(dá)到10-19量級。設(shè)施建成后，與星基授時系統(tǒng)一起構(gòu)成我國星地一體化授時系統(tǒng)，可為精密測量物理、精密時頻技術(shù)等科學(xué)研究提供重要實(shí)驗平臺，支撐經(jīng)濟(jì)社會和國家安全的長遠(yuǎn)發(fā)展。

      值得注意的是，并不是這10個項目就一定會在十三五期間開建。在制定規(guī)劃時，專家組確定了20項建設(shè)需求。規(guī)劃將專家組投票排名前10位的建設(shè)需求列為優(yōu)先項目，將排名11-15位的建設(shè)需求列為滾動調(diào)整的“后備項目”。

       預(yù)計在2018年進(jìn)行中期評估，屆時將對不具備建設(shè)條件、無法按時開工的項目調(diào)出規(guī)劃，并通過專家綜合論證程序，及時從“后備項目”中擇優(yōu)替補(bǔ)。