中国超重力离心模拟与实验装置可行性报告获批

南朝梁任昉的《述异记》里，有这样一个故事：樵夫山中砍树观童子下棋入迷，待离去时却发现误入仙境，山中一日世上已过千年。

　　穿越时空笑看沧海，至少目前还只能出现在幻想中。不过在实验室里，模拟一眼万年、一步千里的时空压缩已然实现。

　　浙江大学建筑工程学院*敏院士牵头的国家重大科技基础设施项目——超重力离心模拟与实验装置(CHIEF)，就是一个构建从瞬态到万年时间尺度、从原子级到千米级空间尺度、从常温常压到高温高压等多相介质运动的实验环境的“大家伙”。

　　这个总投入超20亿元人民币的设施，是“十三五”时期优先启动建设的10项国家重大科技基础设施项目之一，也是在浙江省建设的国家重大科技基础设施项目。

　　近日，国家发展和改革委员会批复了这个大科学装置的可行性研究报告。

　　从被牛顿关注的那个苹果落地开始，人类对重力的研究就没有停止过。科学家们把地球上重力场叫常重力场(1g≈9.8m/s2)，大于1g的叫作超重力。

　　神舟十一号航天员陈冬这样描述超重力体验：“飞船上升时重力加速度在5.5个g，返回时在4个g左右，我们训练时要达到8个g。像我70公斤，就是8个70公斤压在我身上。普通成年人承受8个g，会无法呼吸。”

　　在超重力环境下，会发生平常看不到的神奇效应。比如超重力增大了物质的体积力，能产生缩尺作用。举个例子，100层楼高的房子对地基影响，只需造一层楼模型，在100个g的超重力作用下，就能模拟100层楼的效果。

　　*敏介绍，营造超重力场模拟常重力多相介质的物质运动过程，具有时空压缩、能量强化和加速相分离三种基本科学效应，能够提升人类观测常重力大时空尺度多相介质运动过程能力，并且提供加速多相介质相间分离的物理条件。

　　正是因为功能强大，超重力离心机被誉为地球上营造超重力环境的“革命性工具”。目前，世界上离心机大容量为1200g·t。

　　此次浙江大学牵头建设的CHIEF，是综合集成超重力离心机与力学激励、高压、高温等机载装置，将超重力场与环境叠加一体的大型复杂科学实验设施。

　　*敏介绍，科学目标达成的步就是要在地球上产生一个超重力场。有了超重力场，科学家就能在里面开展各类实验了，而具体的实验场所就是CHIEF的6座超重力实验舱及18台机载装置。其中，有6台属于世界、12台技术指标。

　　据了解，设施主要建设内容包括超重力离心机主机、超重力实验舱、超重力试验保障系统和配套设施。其中，两台超重力离心机主机，大容量1900g·t，大离心加速度1500g，大负载32t;另外还有边坡与高坝、岩土地震工程、深海工程、深地工程与环境、地质过程、材料制备共6座超重力实验舱。

　　根据设计，科学家们可以全过程观测超重力环境下岩土体、地球深部物质、合金熔体等多相介质的物质运动;揭示岩土体大时空演变与成灾、地质过程演变与成岩成矿、合金熔体超重力凝固的机制，为重大基础设施建设、深地深海资源开发、高性能材料研发等提供基础支撑。

　　总体而言，CHIEF将超重力离心机能力从国内400g·t级、大1200g·t突破至1900g·t，具备单次实验再现岩土体千米尺度演变与灾变、污染物万年历时迁移及获取千种材料成分的实验能力。

　　“整个项目建设周期为5年，建成后，将我国超大容量超重力装置的，成为应用范围广的超重力多学科综合实验平台。”*敏说道。

中国超重力离心模拟与实验装置可行性报告获批