你有没有想过，我们每天用的电，未来可能来自一种更便宜、近乎无限，而且几乎没有污染的能源？中国在建的国家大科学装置，离这个答案又近了一步。
8月16日，在西安交通大学试验现场，一台看起来像“一串横卧着的糖葫芦”的设备通过了专家验收。它叫“单路脉冲源”，是国家“十四五”重大科技基础设施——电磁驱动聚变大科学装置的核心部件。
这项在建的电磁驱动聚变大科学装置，由中国工程物理研究院牵头，西安交通大学共建，两地科研力量协同推进装置研制工作。
从图纸到实物，西安交大贡献了重要技术支撑。而在服务国家重大科技基础设施的征途上，越来越多的高校正从“旁观者”变为“共建者”，从“跟随者”变为“关键技术的贡献者”。
电磁驱动聚变大科学装置
核聚变，由两个轻原子核在高温高压环境下，聚合形成质量更大的原子核，这个过程中会释放出巨大的能量。这种方式产生能量密度高、几乎没有污染、原料取之不尽，常被视为“终极能源”。电磁驱动聚变大科学装置，就是探索可控核聚变的重要科研平台。
作为其中核心部件，“单路脉冲源”这串“糖葫芦”不简单，它需要把数百个十亿瓦功率的单元模块，在十亿分之一秒的时间内同步工作，产生一个高功率的电脉冲。打个比方，就像把几百根火柴攒在一起，在同一瞬间同时擦燃。后续还要把数十路这样的“糖葫芦”并联叠加，汇聚成足以“点燃”核聚变反应的超级能量。
这套大科学装置采用电磁驱动聚变的路径，能量转换效率高，驱动器造价相对低，是一种性价比更高的聚变能源实现途径。
装置建成后，可以为电磁驱动聚变的研究提供综合考核实验的平台，同时也可以为强脉冲辐射科学、材料科学、天体物理等前沿研究提供一流的研究条件。
当然，这串“糖葫芦”的分量，远不止于实验室。它在研发过程中衍生的可控冲击波技术，已经在油气开采和煤矿瓦斯治理领域落地应用；衍生的激光多维远距无损检测技术，能够用于万米深井探测和光伏产品性能检测。
这就是国家大科学装置的真切样貌，既是探索“终极能源”的“国之重器”，也是产业升级和民生改善的“钥匙”。
工欲善其事，必先利其器
国家大科学装置（又称“国家重大科技基础设施”）是为探索未知世界、发现自然规律、实现技术变革提供极限研究手段的大型复杂科学实验系统，兼具科学与工程的双重属性，是国家基础设施的重要组成部分。国家大科学装置已经成为支撑重大原创成果产出、关键核心技术攻关的利器，成为人类知识创新的重要载体。按照不同的应用目的，大科学装置通常被分为专用研究装置、公共实验平台和公益基础设施3种类型。
纵观历史，在1950年之前，用大科学装置获得诺贝尔奖的只有1项；到了20世纪70年代，利用大科学装置取得突破性成果获得诺贝尔物理学奖的比例达到诺贝尔物理学奖的40%；到了90年代，这一比例接近50%。尤其是20世纪以来，有20多项诺贝尔物理学奖都来自大科学装置相关的工作。这一数据的变化不仅反映了科学研究的进步，更凸显了大科学装置在推动科学前沿突破中的关键作用。
中国建设大科学装置的步伐始于20世纪60年代，经过几十年的发展。截至目前，我国在建和运行的国家重大科技基础设施超过70个，总规模居世界第二，部分设施综合水平迈入全球第一方阵，在北京怀柔、上海张江、安徽合肥及粤港澳大湾区已形成了特色集群。
北京怀柔科学城目前已有近20个科技设施和平台面向全球开放共享，第四代高能同步辐射光源去年底试运行以来，用户已覆盖国内外上百个科研单位和企业，彻底改变了以往去国外申请光源机时的局面。
在安徽合肥科学岛，依托稳态强磁场、人造太阳核聚变实验等装置建设，围绕超导、磁体、低温、材料、等离子体应用等领域，孵化企业近50家。
在上海，10个大科学装置成为科创与产业融合的重要引擎。国家蛋白质科学研究设施已经支撑了多款国产创新药上市。
在粤港澳大湾区，中国散裂中子源二期、冷泉生态系统研究装置、先进阿秒激光设施等多个大科学装置正在加速建设。
“十五五”期间，我国还将体系化布局高精度地基授时系统、深部岩土工程扰动模拟设施等一批重大科技基础设施，增强创新资源集群效应，打造原始创新策源地。
上述成果的密集产出，得益于国家层面的顶层设计与战略引领。国家围绕大科学装置已形成系统性的政策体系。
《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012—2030年）》 首次系统布局设施建设，明确能源、生命等7个重点领域；“十四五”期间，国家建设北京怀柔、上海张江、安徽合肥、粤港澳大湾区四大综合性国家科学中心；“十五五”规划纲要中，明确提出“体系化布局建设重大科技基础设施”，将重大科技基础设施列为“创新基础能力提升”四大工程之一。
如今，大科学装置屹立在祖国的南北西东，上到海拔4410米的稻城海子山上观测宇宙线，下到探索2400米极深之地的奥秘，走进西南自然区收集保存丰富的物种资源，在现代实验室开拓人类医学的无限可能。从陆地到星辰大海，从微小生物到万千人类，我国探索的脚步从未停止，而随之布局的国家大科学装置也走过了从无到有、从小到大、从跟踪模仿到自主创新的艰难历程。
这些高校，助力"国之重器"
一直以来，中科院都是建设和运行大科学装置的主要力量，一代又一代的科学家和工程技术人员做出了许多卓越贡献，随着布局的完善与开放，国内的一批高校也加入进来，他们凭借着自身积累的科研人才、实验室设备、学术资源，以承建或共建的身份，投身到大科学装置的建设与探索之中，释放强大的科研力量。
从举世闻名的"中国天眼FAST"，到如今在全国各地百花齐放的各类大科学装置，中国高校，正在其中扮演着越来越重要的角色。
本文由软科综合整理。
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