國發(fā)〔2013〕8號《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)國家重大科技基礎設施建設中長(cháng)期規劃(2012-2030年)的通知》
國務(wù)院關(guān)于印發(fā)國家重大科技基礎設施建設中長(cháng)期規劃(2012-2030年)的通知
各省、自治區、直轄市人民政府,國務(wù)院各部委、各直屬機構:
現將《國家重大科技基礎設施建設中長(cháng)期規劃(2012-2030年)》印發(fā)給你們,請認真貫徹執行。
國務(wù)院
2013年2月23日
國家重大科技基礎設施建設中長(cháng)期規劃(2012-2030年)
重大科技基礎設施是為探索未知世界、發(fā)現自然規律、實(shí)現技術(shù)變革提供極限研究手段的大型復雜科學(xué)研究系統,是突破科學(xué)前沿、解決經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和國家安全重大科技問(wèn)題的物質(zhì)技術(shù)基礎。當前,我國正處于建設創(chuàng )新型國家的關(guān)鍵時(shí)期,按照全國科技創(chuàng )新大會(huì )部署和深化科技體制改革要求,前瞻謀劃和系統部署重大科技基礎設施建設,進(jìn)一步提高發(fā)展水平,對于增強我國原始創(chuàng )新能力、實(shí)現重點(diǎn)領(lǐng)域跨越、保障科技長(cháng)遠發(fā)展、實(shí)現從科技大國邁向科技強國的目標具有重要意義。為貫徹《國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規劃綱要(2006-2020年)》和《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十二個(gè)五年規劃綱要》,明確未來(lái)20年我國重大科技基礎設施發(fā)展方向和“十二五”時(shí)期建設重點(diǎn),制定本規劃。
一、規劃基礎和背景
新中國成立特別是改革開(kāi)放以來(lái),國家不斷加大投入,我國重大科技基礎設施規模持續增長(cháng),覆蓋領(lǐng)域不斷拓展,技術(shù)水平明顯提升,綜合效益日益顯現。“十一五”時(shí)期,啟動(dòng)建設重大科技基礎設施12項,驗收設施10項,目前在建和運行設施總量達到32項。設施的建設和運行為科學(xué)前沿探索和國家重大科技任務(wù)開(kāi)展提供了重要支撐,推動(dòng)我國粒子物理、核物理、生命科學(xué)等領(lǐng)域部分前沿方向的科研水平進(jìn)入國際先進(jìn)行列。依托設施解決了一批關(guān)乎國計民生和國家安全的重大科技問(wèn)題,在載人航天、資源勘探、防災減災和生物多樣性保護等方面發(fā)揮著(zhù)不可替代的作用。設施建設帶動(dòng)了大型超導、精密制造和測控、超高真空等一批高新技術(shù)發(fā)展,促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平提高;凝聚和培養了一批國內外頂尖科學(xué)家和研究團隊,以及高水平工程技術(shù)和管理人才。此外,設施還在深化科技國際合作交流、提升全民科學(xué)素質(zhì)、增強民族自信心等方面發(fā)揮了獨特作用。在快速發(fā)展的同時(shí),我國重大科技基礎設施也存在一些問(wèn)題:總體規模偏小、數量偏少,學(xué)科布局系統性、前瞻性不夠,技術(shù)水平有待進(jìn)一步提升,開(kāi)放共享和高效利用水平仍需提高,管理體制機制亟待健全,工程技術(shù)和管理隊伍建設需要加強等。
當今世界,科技發(fā)展正孕育著(zhù)一系列革命性突破,發(fā)達國家和新興工業(yè)化國家紛紛加大重大科技基礎設施建設投入,擴大建設規模和覆蓋領(lǐng)域,搶占未來(lái)科技發(fā)展制高點(diǎn),我國重大科技基礎設施建設面臨機遇和挑戰并存的新形勢。
(一)科學(xué)前沿的革命性突破越來(lái)越依賴(lài)于重大科技基礎設施的支撐能力?,F代科學(xué)研究在微觀(guān)、宏觀(guān)、復雜性等方面不斷深入,學(xué)科分化與交叉融合加快,科學(xué)研究目標日益綜合??茖W(xué)領(lǐng)域越來(lái)越多的研究活動(dòng)需要大型研究設施的支撐,要求不斷提高科技基礎設施的單體規模和技術(shù)性能,強化相互協(xié)作,形成大型綜合性設施群。進(jìn)一步加強我國重大科技基礎設施建設,有利于在新一輪科技革命中搶占先機、有所作為。
(二)技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來(lái)越需要重大科技基礎設施提供強大動(dòng)力。當前,科學(xué)研究與技術(shù)研發(fā)相互依托、協(xié)同突破的趨勢日益明顯,技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)振興的步伐不斷加快。重大科技基礎設施的建設和運行,越來(lái)越注重科學(xué)探索和技術(shù)變革的融合,可以衍生大量新技術(shù)、新工藝和新裝備,加快高新技術(shù)的孕育、轉化和應用。我國在若干重要領(lǐng)域超前部署一批重大科技基礎設施,有利于更好地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步、破解經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展中的瓶頸性科學(xué)難題,對加快培育戰略性新興產(chǎn)業(yè)、實(shí)現經(jīng)濟發(fā)展方式轉變、支撐經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展具有重要意義。
(三)國際科技競爭合作越來(lái)越需要重大科技基礎設施的牽引和依托。近年來(lái),在事關(guān)國家核心利益的科技領(lǐng)域,主要國家在重大基礎設施建設方面的競爭日趨激烈。同時(shí),隨著(zhù)氣候變化、生態(tài)保護、人口健康等全球性問(wèn)題不斷增多,在事關(guān)人類(lèi)共同利益和長(cháng)遠發(fā)展的科技領(lǐng)域,由于建造設施資金投入、技術(shù)難度等超出單個(gè)國家的能力,聯(lián)合共建與合作研究越來(lái)越成為發(fā)展重大科技基礎設施的重要方式。加快提升我國重大科技基礎設施的水平,適時(shí)在重要優(yōu)勢領(lǐng)域發(fā)起合作建設計劃,有利于在國際科技競爭合作中贏(yíng)得主動(dòng),不斷提高我國科技國際影響力。
黨的十八大明確提出實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略,強調科技創(chuàng )新是提高社會(huì )生產(chǎn)力和綜合國力的戰略支撐,必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置。這對國家重大科技基礎設施建設和運行賦予了新的使命和責任。面對新形勢新任務(wù),我國必須加快重大科技基礎設施建設,進(jìn)一步突出設施建設在我國總體發(fā)展戰略中的基礎性、前瞻性和戰略性作用,加強與相關(guān)規劃、計劃的銜接,強化支撐服務(wù)功能;優(yōu)化設施布局,提升技術(shù)水平,加強人才培養,形成較為完善的重大科技基礎設施體系,促進(jìn)自主創(chuàng )新能力提升,有力支撐創(chuàng )新型國家建設。
二、指導思想、建設原則和建設目標
(一)指導思想。
以鄧小平理論、“三個(gè)代表”重要思想、科學(xué)發(fā)展觀(guān)為指導,落實(shí)全國科技創(chuàng )新大會(huì )部署和深化科技體制改革、加快國家創(chuàng )新體系建設的要求,以提升原始創(chuàng )新能力和支撐重大科技突破為目標,以健全協(xié)同創(chuàng )新和開(kāi)放共享機制為保障,布局新建與整合提升相結合、自主發(fā)展與國際合作相結合、設施建設與人才培養相結合,加大投入力度,加快建設完善重大科技基礎設施體系,全面提升設施建設水平和運行效率,為我國科技長(cháng)遠發(fā)展和創(chuàng )新型國家建設提供有力支撐。
(二)建設原則。
一是著(zhù)眼長(cháng)遠、服務(wù)大局。突出重大科技基礎設施建設的戰略性,既要瞄準探索未知世界和發(fā)現自然規律的科技發(fā)展前沿方向,又要結合國情,聚焦影響未來(lái)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和國家安全的重大科技難題,銜接好科技重大專(zhuān)項等相關(guān)規劃和計劃,強化設施建設對國家重大戰略的支撐作用。
二是科學(xué)謀劃、系統布局。把握科學(xué)技術(shù)發(fā)展的總體趨勢,有機銜接現有科技資源,統籌考慮學(xué)科領(lǐng)域布局,加強國際合作,全面系統謀劃重大科技基礎設施建設與發(fā)展,形成“探索一批、預研一批、建設一批、運行一批”的發(fā)展格局。
三是重點(diǎn)突破、實(shí)現跨越。分清輕重緩急,優(yōu)先選擇具有相對優(yōu)勢、科技發(fā)展急需或科技突破先兆已經(jīng)顯現的科學(xué)前沿和學(xué)科交叉領(lǐng)域,選準主攻方向,集中優(yōu)勢資源,加快重大科技基礎設施建設,實(shí)現重點(diǎn)領(lǐng)域跨越發(fā)展。
四是創(chuàng )新機制、持續發(fā)展。將重大科技基礎設施建設作為深化科技體制改革的重要抓手,針對重大科技基礎設施的基礎性、公益性特征,建立完善高效的投入機制、開(kāi)放共享的運行機制、產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng )新機制、科學(xué)協(xié)調的管理制度,提高設施建設和運行的科技效益,形成持續健康發(fā)展的良好局面。
(三)建設目標。
到2030年,基本建成布局完整、技術(shù)先進(jìn)、運行高效、支撐有力的重大科技基礎設施體系。傳統大科學(xué)領(lǐng)域設施得到完善和提升,新興領(lǐng)域設施建設布局較為完整,能夠全面支撐前沿科技領(lǐng)域開(kāi)展原創(chuàng )性研究;設施技術(shù)水平持續提高,一大批設施的技術(shù)指標居國際領(lǐng)先地位;設施共建、共管、共享的體制機制更加完善,運行和使用效率整體進(jìn)入世界前列;設施科技效益和經(jīng)濟社會(huì )效益顯著(zhù),取得一批有世界影響力的科研成果,催生一批具有變革性、能帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級的高新技術(shù);基本形成若干布局合理的世界級重大科技基礎設施集群,設施整體國際影響力和地位顯著(zhù)提高。
“十二五”期末要實(shí)現以下目標:重大科技基礎設施總體技術(shù)水平基本進(jìn)入國際先進(jìn)行列,物質(zhì)科學(xué)、核聚變、天文等領(lǐng)域的部分設施達到國際領(lǐng)先水平。支撐科技發(fā)展的能力明顯增強,凝聚一批世界優(yōu)秀科研人才,部分前沿方向能開(kāi)展國際頂尖水平的研究工作,事關(guān)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的重大科技領(lǐng)域初步具備取得實(shí)質(zhì)性突破的能力。投入運行和在建的重大科技基礎設施總量接近50個(gè),薄弱領(lǐng)域設施建設明顯加強,優(yōu)勢方向進(jìn)一步鞏固和發(fā)展,初步建成若干在國際上有一定影響的重大科技基礎設施集群,重大科技基礎設施體系初具輪廓。以開(kāi)放共享為核心的運行機制基本建立,符合設施自身特點(diǎn)與發(fā)展規律的管理制度初步形成,設施運行和使用效率整體達到國際先進(jìn)水平。
三、總體部署
未來(lái)20年,瞄準科技前沿研究和國家重大戰略需求,根據重大科技基礎設施發(fā)展的國際趨勢和國內基礎,以能源、生命、地球系統與環(huán)境、材料、粒子物理和核物理、空間和天文、工程技術(shù)等7個(gè)科學(xué)領(lǐng)域為重點(diǎn),從預研、新建、推進(jìn)和提升四個(gè)層面逐步完善重大科技基礎設施體系。在可能發(fā)生革命性突破的方向,前瞻開(kāi)展一批發(fā)展前景較好的探索預研工作,夯實(shí)設施建設的技術(shù)基礎;在2016—2030年期間適時(shí)啟動(dòng)建設一批科研意義重大、條件基本成熟的設施,強化未來(lái)科技持續發(fā)展的能力;在我國具有一定基礎和優(yōu)勢的領(lǐng)域,在“十二五”期間建設一批科研急需、條件成熟的設施,強化科技持續發(fā)展的支撐能力;對已經(jīng)啟動(dòng)但尚未完成建設任務(wù)的在建設施,加大工程管理和技術(shù)攻關(guān)力度,力爭早日建成投入使用;對已經(jīng)投入運行但仍有較大發(fā)展潛力的設施,進(jìn)一步完善提升技術(shù)指標和綜合性能,最大程度發(fā)揮其科學(xué)效益。
(一)能源科學(xué)領(lǐng)域。
以解決人類(lèi)社會(huì )可持續利用能源的科學(xué)問(wèn)題為目標,面向我國中長(cháng)期核能源開(kāi)發(fā)與安全運行、化石能源高效潔凈利用與轉化、可再生能源規?;玫确较?,以核能和高效化石能源研究設施建設為重點(diǎn),注重新能源、新材料、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相結合,逐步完善相關(guān)領(lǐng)域重大科技基礎設施布局,為能源科學(xué)的新突破和節能減排技術(shù)變革提供支撐。
核能源方面。完善提升全超導托卡馬克核聚變實(shí)驗裝置的性能,積極參與國際熱核聚變實(shí)驗堆計劃,保持我國在磁約束核聚變研究領(lǐng)域的先進(jìn)地位;建設長(cháng)壽命高放核廢料嬗變安全處置實(shí)驗裝置,攻克核裂變能安全潔凈發(fā)展的技術(shù)瓶頸;適時(shí)啟動(dòng)高效安全聚變堆研究設施建設,加快聚變能走向實(shí)際應用進(jìn)程。
化石能源方面。建設高效低碳燃氣輪機試驗裝置,支撐相關(guān)領(lǐng)域重大基礎理論研究,解決煤炭清潔利用和高效轉換關(guān)鍵科技問(wèn)題;探索預研二氧化碳捕獲、利用和封存研究設施建設,為應對全球氣候變化提供技術(shù)支撐。
可再生能源方面。針對風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等能量密度低、隨機波動(dòng)等問(wèn)題,探索預研能量捕獲、儲能、轉換、并網(wǎng)研究設施建設,促進(jìn)可再生能源規?;咝Ю?。
(二)生命科學(xué)領(lǐng)域。
以探索生命奧秘和解決人類(lèi)健康、農業(yè)可持續發(fā)展的重大科技問(wèn)題為目標,面向綜合解析復雜生命系統運動(dòng)規律、生物學(xué)和醫學(xué)基礎研究向臨床應用轉化、種質(zhì)資源保護開(kāi)發(fā)與現代化育種等方向,重點(diǎn)建設以大型裝置為核心、多種儀器設備集成的綜合研究設施,完善規模數據資源為主的公益性服務(wù)設施,支撐生命科學(xué)向復雜宏觀(guān)和微觀(guān)兩極發(fā)展并實(shí)現有機統一,突破生命健康、普惠醫療和生物育種中的重大科技瓶頸。
現代醫學(xué)方面。建設轉化醫學(xué)研究設施,從分子、細胞、組織、個(gè)體等方面系統認識人類(lèi)疾病發(fā)生、發(fā)展與轉歸的規律,促進(jìn)生物醫學(xué)基礎研究成果快速轉化為臨床診療技術(shù)。
農業(yè)科學(xué)方面。建成國家農業(yè)生物安全科學(xué)中心,支撐農業(yè)危險性外來(lái)入侵生物、農業(yè)毀滅性高致害變異性生物和農業(yè)轉基因生物安全的創(chuàng )新性理論、方法與防控新技術(shù)研究;建設模式動(dòng)物研究設施,支撐表型及基因型關(guān)系、遺傳信息高通量獲取與工程轉化、細胞和動(dòng)物模型開(kāi)發(fā)與應用等研究;適時(shí)啟動(dòng)農作物種質(zhì)表型和基因、動(dòng)物疫病、農業(yè)微生物研究設施建設,支撐我國農業(yè)生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的持續發(fā)展及生物多樣性保護。
生命科學(xué)前沿方面。建成蛋白質(zhì)科學(xué)研究設施,支撐高通量、高精度、規?;牡鞍踪|(zhì)制取與純化、結構分析、功能研究;探索預研系統生物學(xué)研究設施及合成生物學(xué)研究設施建設,滿(mǎn)足從復雜系統角度認識生物體的結構、行為和控制機理的需要,綜合解析生物系統運動(dòng)規律,破解改造和設計生命的科學(xué)問(wèn)題。
生命科學(xué)研究基礎支撐方面。適時(shí)啟動(dòng)大型成像和精密高效分析研究設施建設,滿(mǎn)足生物學(xué)實(shí)時(shí)、原位研究和多維檢測、分析、合成技術(shù)開(kāi)發(fā)的需求;探索預研生物信息中心建設,為生命科學(xué)研究提供科學(xué)數據、種質(zhì)資源、實(shí)驗樣本和材料等基礎支撐。
(三)地球系統與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域。
以實(shí)現人類(lèi)與自然和諧發(fā)展為目標,面向地球結構演化與變化過(guò)程、地殼物質(zhì)組成和精細結構、地球系統各圈層間復雜作用及其耦合過(guò)程、太陽(yáng)及其活動(dòng)控制下各圈層的響應與耦合、人類(lèi)活動(dòng)影響環(huán)境的過(guò)程和機理等方向,重點(diǎn)建設海底觀(guān)測、數值模擬和基準研究設施,逐步形成觀(guān)測、探測和模擬相互補充的地球系統與環(huán)境科學(xué)研究體系。
現場(chǎng)探測與觀(guān)測方面。建成海洋科學(xué)綜合考察船,滿(mǎn)足綜合海洋環(huán)境觀(guān)測、探測以及保真取樣和現場(chǎng)分析需求;建成航空遙感系統,提高我國遙感信息技術(shù)與裝備研發(fā)實(shí)驗能力,為自然災害和突發(fā)事件提供快速、實(shí)時(shí)、精確的遙感數據;建設海底科學(xué)觀(guān)測網(wǎng),為國家海洋安全、資源與能源開(kāi)發(fā)、環(huán)境監測和災害預警預報等研究提供支撐;適時(shí)啟動(dòng)地球系統科學(xué)航天航空遙感等技術(shù)監測、深海探測與調查、固體地球深部探測與動(dòng)態(tài)監測、陸海地球環(huán)境觀(guān)測等研究設施建設,實(shí)現多時(shí)空尺度全面長(cháng)期連續監測與數據積累,逐步形成對地球系統的立體、動(dòng)態(tài)監測分析能力。
基準系統建設方面。建設精密重力測量研究設施,獲取高分辨率、高精度地球質(zhì)量變化基礎數據,支撐固體地球演化、海洋與氣候變化動(dòng)力學(xué)、水資源分布和地質(zhì)災害規律等研究,滿(mǎn)足國家安全、資源勘探和防災減災的戰略需求。適時(shí)啟動(dòng)包括地基基準、環(huán)境基準、深空基準等方面的基準系統建設。
數值和實(shí)驗模擬方面。建設地球系統數值模擬裝置,支撐氣候變化、地球系統及各層圈過(guò)程模擬研究,認識地球環(huán)境過(guò)程基本規律,提高預測環(huán)境變化和重大災害的能力。適時(shí)啟動(dòng)環(huán)境污染機理與變化研究模擬實(shí)驗裝置建設,支撐空氣污染、流域水污染預測模型開(kāi)發(fā)和氣候變化模式研究,提高空氣質(zhì)量、流域水污染等預報預警能力。
(四)材料科學(xué)領(lǐng)域。
適應材料科學(xué)研究從經(jīng)驗摸索階段到人工設計調控階段轉變的趨勢,面向量子物質(zhì)演生現象、納米尺度量子結構、極端條件下材料物性與物質(zhì)演變、重要工程材料服役性能等方向,以材料表征與調控、工程材料實(shí)驗等為研究重點(diǎn),布局和完善相關(guān)領(lǐng)域重大科技基礎設施,推動(dòng)材料科學(xué)技術(shù)向功能化、復合化、智能化、微型化及與環(huán)境相協(xié)調方向發(fā)展。
材料表征與調控方面。完善提升已有同步輻射光源,建成軟X射線(xiàn)自由電子激光試驗裝置,建設高能同步輻射光源驗證裝置;探索預研硬X射線(xiàn)自由電子激光裝置建設,適時(shí)啟動(dòng)高性能低能量同步輻射光源建設,滿(mǎn)足以納米空間分辨率、皮秒至飛秒時(shí)間分辨率、極高能量動(dòng)量分辨率對材料多層次結構分析研究的需求,逐步形成布局合理的國家光源體系。建成散裂中子源和強磁場(chǎng)實(shí)驗裝置,建設極低溫、超快、超高壓極端條件研究設施,形成與大型同步輻射光源結合的格局,滿(mǎn)足研究和發(fā)現新物態(tài)、新現象、新規律和創(chuàng )造新材料的需求。
工程材料實(shí)驗方面。建成重大工程材料服役安全研究評價(jià)設施,支撐不同尺度及跨尺度的結構性能研究;探索預研超快光譜界面反應檢測裝置、極端和工業(yè)特殊服役環(huán)境模擬裝置建設,支撐材料服役行為和規律研究;結合高能同步輻射光源,適時(shí)啟動(dòng)綜合工程環(huán)境在線(xiàn)裝置建設,支撐真實(shí)環(huán)境下工程材料實(shí)時(shí)、原位研究。
(五)粒子物理和核物理科學(xué)領(lǐng)域。
以揭示物質(zhì)最小單元及其相互作用規律為目標,面向超越標準模型新粒子和新物理探索、暗物質(zhì)和暗能量探測、中低能核物理與核天體物理研究等方向,建設相關(guān)大型研究設施,提高微觀(guān)世界探索能力和自然界基本規律認知水平。
粒子物理方面。建設高能宇宙線(xiàn)研究設施,探索高能空間粒子起源和相關(guān)新物理前沿;適時(shí)啟動(dòng)用于中微子和其他高能粒子物理研究的非加速器實(shí)驗設施建設,探索預研新型加速器實(shí)驗設施建設。
核物理方面。建設高性能重離子束研究裝置,使我國核物理基礎研究在原子核層次上的整體水平進(jìn)入國際先進(jìn)行列;探索預研強流放射性束實(shí)驗設施建設。
(六)空間和天文科學(xué)領(lǐng)域。
以揭示宇宙奧秘和解釋物質(zhì)運動(dòng)規律為目標,面向宇宙天體起源及演化、太陽(yáng)活動(dòng)及對地球的影響、空間環(huán)境與物質(zhì)作用等方向,按宇宙、星系、太陽(yáng)系等不同空間尺度布局設施建設,提升我國天文觀(guān)測研究能力、空間天氣和災害應對能力以及空間科學(xué)實(shí)驗基礎能力。
宇宙和天體物理方面。建成大口徑射電望遠鏡,為宇宙大尺度結構及物理規律研究提供支撐;建設中國南極天文臺,支撐暗物質(zhì)、暗能量、宇宙起源、天體起源等前沿研究;探索預研先進(jìn)多波段天文觀(guān)測設施建設,逐步形成比較完善的天文觀(guān)測及數據應用系統。
太陽(yáng)及日地空間觀(guān)測方面。建成空間環(huán)境地基監測網(wǎng),揭示近地空間環(huán)境的時(shí)間和空間變化規律,并逐步形成覆蓋更多重要區域的空間環(huán)境監測、預警能力;適時(shí)啟動(dòng)大型太陽(yáng)觀(guān)測研究設施建設,支撐太陽(yáng)、行星際、磁層、電離層和中高層大氣變化過(guò)程和規律研究,深化太陽(yáng)變化及其對地球和人類(lèi)影響的認識。
空間環(huán)境物質(zhì)研究方面。建設空間環(huán)境與物質(zhì)作用模擬裝置,支撐近地空間環(huán)境與材料、元器件、結構、系統及生物體作用規律研究;探索預研空間微重力科學(xué)實(shí)驗設施、南極氣球站和引力波研究設施的建設,揭示空間微重力環(huán)境物質(zhì)運動(dòng)規律,提升我國深空探測、空間基礎物理、空間利用等方面的研究能力。
(七)工程技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域。
瞄準未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的基礎和前沿、巖土地質(zhì)體的動(dòng)力特性及地質(zhì)災害過(guò)程等工程技術(shù)中的重大科技問(wèn)題,以產(chǎn)生變革性技術(shù)為主要目標,以信息技術(shù)、巖土工程和空氣動(dòng)力學(xué)為研究重點(diǎn),探索和逐步推進(jìn)相關(guān)設施建設,為保障國家重點(diǎn)任務(wù)的實(shí)施、引領(lǐng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎支撐。
信息技術(shù)方面。建設未來(lái)網(wǎng)絡(luò )研究設施,解決未來(lái)網(wǎng)絡(luò )和信息系統發(fā)展的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,為未來(lái)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展提供試驗驗證支撐;適時(shí)啟動(dòng)新一代授時(shí)系統建設,支撐超精密時(shí)間頻率技術(shù)開(kāi)發(fā),逐步形成高精度衛星授時(shí)系統和高精度地基授時(shí)系統共同發(fā)展的格局。
巖土工程方面。適時(shí)啟動(dòng)超重力模擬研究設施建設,揭示復雜巖土地質(zhì)體的動(dòng)力特性;探索預研大型地震模擬研究設施建設,開(kāi)展地震動(dòng)輸入和工程地震災害模擬研究;探索預研深部巖土工程研究設施建設,揭示深部巖體的力學(xué)特征。
空氣動(dòng)力學(xué)方面。建成多功能結冰風(fēng)洞,支撐不同冰型和冰積累過(guò)程對飛行器空氣動(dòng)力特性的影響等研究;建設大型低速風(fēng)洞,支撐氣動(dòng)噪聲、流動(dòng)分離與渦旋運動(dòng)、流動(dòng)控制、流固耦合、電磁空氣動(dòng)力學(xué)等研究;適時(shí)啟動(dòng)大型跨聲速風(fēng)洞、低溫高雷諾數風(fēng)洞、先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機研究設施建設,為我國航空航天、高速鐵路建設等提供必要的研究試驗手段。
四、“十二五”時(shí)期建設重點(diǎn)
“十二五”時(shí)期,在我國科技發(fā)展急需、具有相對優(yōu)勢和科技突破先兆顯現的領(lǐng)域中,綜合考慮科學(xué)目標、技術(shù)基礎、科研需求和人才隊伍等因素,優(yōu)先安排16項重大科技基礎設施建設。
(一)海底科學(xué)觀(guān)測網(wǎng)。
海洋科學(xué)研究正經(jīng)歷著(zhù)由海面短暫考察到內部長(cháng)期觀(guān)測的革命性變化,這將從根本上改變人類(lèi)對海洋的認識。圍繞實(shí)現全天候、綜合性、長(cháng)期連續實(shí)時(shí)觀(guān)測海洋內部過(guò)程及其相互關(guān)系的科學(xué)目標,建設海底長(cháng)期科學(xué)觀(guān)測網(wǎng),主要包括:基于光電纜的陸架和深海觀(guān)測系統,基于無(wú)線(xiàn)傳輸的海底觀(guān)測網(wǎng)拓展系統,基于固定平臺的海底觀(guān)測網(wǎng)綜合節點(diǎn)系統,岸基站、支撐系統和管理中心等。該設施建成后,將為國家海洋安全、深海能源與資源開(kāi)發(fā)、環(huán)境監測、海洋災害預警預報等研究提供支撐。
(二)高能同步輻射光源驗證裝置。
高能同步輻射光源是前沿基礎科學(xué)、工程物理和工程材料等研究不可或缺的手段,是世界同步輻射光源領(lǐng)域競爭的制高點(diǎn)。以具備建設全球最高亮度高能同步輻射光源的能力為目標,建設相關(guān)驗證裝置,主要包括:高能量加速器、光束線(xiàn)、實(shí)驗站等方面的工程性預研和關(guān)鍵部件的工程樣機試制,高精度特種磁鐵系統、高精度束流位置測控系統、高性能插入件、納米級硬X射線(xiàn)聚焦系統、超高分辨X射線(xiàn)單色器、納米定位與掃描裝置的試制。該設施建成后,將為我國建設高能同步輻射光源奠定堅實(shí)的基礎。
(三)加速器驅動(dòng)嬗變研究裝置。
長(cháng)壽命核廢料的安全處理處置是影響核電持續發(fā)展的瓶頸。加速器驅動(dòng)次臨界反應系統利用散裂中子嬗變核廢料,大幅降低核廢料放射性壽命,具有安全性高和嬗變能力強等特點(diǎn),是安全處理核廢料的最佳手段之一。為深入研究核廢料嬗變過(guò)程中的科學(xué)問(wèn)題,突破系列核心關(guān)鍵技術(shù),建設核廢料嬗變原理實(shí)驗研究裝置,主要包括:強流質(zhì)子直線(xiàn)加速器、高功率中子散裂靶、液態(tài)金屬冷卻次臨界反應堆三大子系統。該設施建成后,將滿(mǎn)足我國長(cháng)壽命高放核反應堆廢料安全、妥善處理處置的研究需求,為我國核能可持續發(fā)展提供技術(shù)支撐。
(四)綜合極端條件實(shí)驗裝置。
極端物理條件是拓展物質(zhì)科學(xué)研究空間,發(fā)現和研究新物態(tài)、新現象、新規律必不可少的手段。針對當前凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料前沿研究所需的極端條件向綜合化、集成化和規?;l(fā)展的趨勢,圍繞為量子物質(zhì)、功能材料和物態(tài)變化動(dòng)力學(xué)過(guò)程等研究提供科學(xué)手段的目標,建設綜合性的物質(zhì)科學(xué)研究極端條件用戶(hù)裝置,主要包括:達到亞毫開(kāi)溫度的極低溫系統,高于300吉帕的超高壓系統,亞飛秒時(shí)間分辨的超快激光系統,以及極低溫、超高壓、強磁場(chǎng)和超快光場(chǎng)互相結合的集成系統。該設施建成后,將為物質(zhì)科學(xué)研究提供有力支撐。
(五)強流重離子加速器。
高流強放射性核束、高功率重離子束團和寬能區重離子束流是探索原子核存在極限和研究原子奇特性質(zhì)必不可少的手段。圍繞短壽命核質(zhì)量精確測量、放射性束物理、高能量密度物理以及重離子束應用等研究需要,建設強流重離子加速器裝置,主要包括:強流離子源、超導直線(xiàn)加速器、大接受度放射性束流線(xiàn)、冷卻儲存環(huán)同步加速器和物理實(shí)驗終端等。該設施建成后,將為研究原子核存在極限、核結構新現象和新規律、宇宙中重元素起源等重大科學(xué)問(wèn)題提供重要支撐。
(六)高效低碳燃氣輪機試驗裝置。
圍繞化石燃料高效轉化和潔凈利用中的氣體動(dòng)力學(xué)、燃燒科學(xué)和傳熱傳質(zhì)問(wèn)題,為實(shí)現高壓比、高透平溫度、高效和近零排放等目標,建設高效低碳燃氣輪機試驗裝置,主要包括:壓氣機、燃燒室和高溫透平的全溫、全壓、全流量、全尺寸的大型試驗裝置研究系統,以及精細和高精度測試系統。該設施建成后,將為我國燃氣輪機部件和系統特性研究提供研發(fā)手段,為化石能源持續和低碳發(fā)展提供基礎支撐。
(七)高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測站。
宇宙線(xiàn)起源一直是物理學(xué)最大的謎團之一。我國在高海拔宇宙線(xiàn)觀(guān)測研究方面具有長(cháng)期積累和深厚基礎,臺址條件具有特殊地理優(yōu)勢,適合建設由多個(gè)性能先進(jìn)的探測系統組成的多參數宇宙線(xiàn)復合觀(guān)測站。圍繞推動(dòng)國際甚高能伽馬天文研究邁入大統計量新時(shí)代的科學(xué)目標,建設大型高海拔空氣簇射宇宙線(xiàn)觀(guān)測站,主要包括:100萬(wàn)平方米探測陣列,9萬(wàn)平方米伽馬射線(xiàn)巡天望遠鏡,24臺廣角契倫科夫望遠鏡,0.5萬(wàn)平方米芯探測器陣列。該設施建成后,將集高靈敏度、大視場(chǎng)、全時(shí)段掃描搜索伽馬射線(xiàn)源、伽馬射線(xiàn)強度空間分布和精確能譜測量等多功能為一體,成為具有國際競爭力的宇宙線(xiàn)研究中心。
(八)未來(lái)網(wǎng)絡(luò )試驗設施。
三網(wǎng)融合、云計算和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對現有互聯(lián)網(wǎng)的可擴展性、安全性、移動(dòng)性、能耗和服務(wù)質(zhì)量都提出了巨大挑戰,基于TCP/IP協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)依靠增加帶寬和漸進(jìn)式改進(jìn)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)發(fā)展的需求。為突破未來(lái)網(wǎng)絡(luò )基礎理論和支撐新一代互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗,建設未來(lái)網(wǎng)絡(luò )試驗設施,主要包括:原創(chuàng )性網(wǎng)絡(luò )設備系統,資源監控管理系統,涵蓋云計算服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)應用、空間信息網(wǎng)絡(luò )仿真、網(wǎng)絡(luò )信息安全、高性能集成電路驗證以及量子通信網(wǎng)絡(luò )等開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )試驗系統。該設施建成后,網(wǎng)絡(luò )覆蓋規模超過(guò)10個(gè)城市,支撐不少于128個(gè)異構網(wǎng)絡(luò )并行實(shí)驗,將為空間網(wǎng)絡(luò )、光網(wǎng)絡(luò )和量子網(wǎng)絡(luò )研究提供必要的實(shí)驗驗證條件。
(九)空間環(huán)境地面模擬裝置。
磁暴、高能粒子輻照等極端空間環(huán)境可能對航天活動(dòng)造成極大影響。為保障人類(lèi)太空探索活動(dòng)的順利開(kāi)展,必須突破地面單因素模擬的局限,全面了解空間環(huán)境綜合因素對物質(zhì)的作用。以揭示空間環(huán)境條件下物質(zhì)結構演化規律和各種環(huán)境耦合效應的物理本質(zhì)為目標,建設空間環(huán)境與物質(zhì)作用地面模擬研究裝置,主要包括:空間環(huán)境模擬源、大型真空與熱沉、綜合測試分析系統等。該設施建成后,將為我國空間科學(xué)發(fā)展和深空探測模擬研究提供有力支撐。
(十)轉化醫學(xué)研究設施。
轉化醫學(xué)研究是現代醫學(xué)發(fā)展的重要方向,對推動(dòng)醫學(xué)基礎研究成果快速向臨床應用轉化和提高診治水平具有關(guān)鍵作用。圍繞人類(lèi)重大疾病發(fā)生、發(fā)展與轉歸中的重大科學(xué)問(wèn)題,建設轉化醫學(xué)研究設施,主要包括:符合國際標準并具有我國人種和疾病特色的臨床資源庫,醫學(xué)信息技術(shù)系統,疾病生物標志物檢測、功能分析和臨床驗證技術(shù)系統,個(gè)性化醫學(xué)技術(shù)系統,細胞、組織和再生醫學(xué)技術(shù)系統,臨床技術(shù)研發(fā)系統等。該設施建成后,將推進(jìn)臨床醫學(xué)和系統生物學(xué)結合,促進(jìn)我國轉化醫學(xué)研究水平大幅提升。
(十一)中國南極天文臺。
南極內陸冰穹A是我國科考隊首先從地面到達和利用的地區。該處大氣湍流邊界層極薄,大氣中水汽含量極低,是地球上條件最優(yōu)異的天文觀(guān)測臺址和天文研究長(cháng)遠發(fā)展的珍稀資源。在南極內陸冰穹A,充分利用中國南極昆侖站的現有基礎建設中國南極天文臺,主要包括:太赫茲望遠鏡,光學(xué)和紅外望遠鏡,遠程運控系統,支撐服務(wù)系統等。該設施建成后,將開(kāi)辟地球上獨一無(wú)二的太赫茲波段天文觀(guān)測窗口,為研究宇宙和天體起源、暗物質(zhì)、暗能量、地外生命等科學(xué)問(wèn)題提供有力支撐。
(十二)精密重力測量研究設施。
精密重力測量是獲取全球和局部區域地球質(zhì)量變化基礎數據不可或缺的手段,在大面積礦產(chǎn)資源勘查、環(huán)境變化研究和重力輔助導航中有廣泛應用需求。建設精密重力測量研究設施,主要包括:精密重力測量基準臺與檢測系統,衛星、航空和水下重力探測環(huán)境模擬與物理仿真試驗系統,全球高精度重力場(chǎng)數據處理系統等。該設施建成后,將為解決固體地球演化、海洋與氣候變化、水資源分布和地質(zhì)災害研究中的科學(xué)問(wèn)題提供重要支撐。
(十三)大型低速風(fēng)洞。
大型運輸機、客機及地面交通工具研制對低速風(fēng)洞的規模、技術(shù)性能不斷提出新要求。著(zhù)眼飛機地面效應試驗、大飛機渦扇發(fā)動(dòng)機動(dòng)力影響模擬和反推力影響試驗、飛機和車(chē)輛氣動(dòng)聲學(xué)試驗的科技需求,建設回流式、多試驗段、多功能大型低速風(fēng)洞,具備支撐飛行器起飛、著(zhù)陸特性研究,發(fā)動(dòng)機、機身、機翼一體化研究,氣動(dòng)力及氣動(dòng)聲學(xué)和降噪研究的能力。該設施建成后,流場(chǎng)品質(zhì)和綜合性能將達到國際先進(jìn)水平。
(十四)上海光源線(xiàn)站工程。
上海同步輻射裝置(上海光源)是第三代中能同步輻射光源,具有最多可提供60多條光束線(xiàn)和近百個(gè)實(shí)驗站的能力,完全建成后將為我國多學(xué)科前沿研究取得突破提供有力支撐。在已建成的7條光束線(xiàn)站基礎上,圍繞滿(mǎn)足我國材料科學(xué)、能源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及生命科學(xué)等領(lǐng)域迅速發(fā)展的研究需求,建設上海光源線(xiàn)站工程,主要包括:新建若干光束線(xiàn)站,擴建用戶(hù)實(shí)驗支撐條件,進(jìn)一步提升光源性能。該設施建成后,將大幅提升光源和束線(xiàn)的能力,使上海光源繼續保持國際先進(jìn)水平,為相關(guān)科學(xué)研究提供更全面、先進(jìn)、便捷的支撐。
(十五)模式動(dòng)物表型與遺傳研究設施。
模式動(dòng)物表型性狀的精確測定和度量是解析生命規律,開(kāi)發(fā)疾病調控方式的關(guān)鍵之一。以解決表型和基因型測定及關(guān)聯(lián)遺傳機制分析中的科學(xué)問(wèn)題為目標,建設重要模式動(dòng)物的表型與遺傳分析研究設施,主要包括:表型及基因型連續、快速、綜合、自動(dòng)化與智能化獲取分析系統,表型和基因型全面自動(dòng)檢測分析系統,信息集成、處理及遺傳性狀分析系統等。該設施建成后,可系統、準確地描述生命的表型、基因型及其在環(huán)境變化中的響應,并以此正確描述生命的調節狀態(tài)和方式,為人類(lèi)疾病、動(dòng)物生命過(guò)程調節等研究提供支撐。
(十六)地球系統數值模擬器。
地球系統模擬是衡量地球科學(xué)研究綜合水平的重要標志,是開(kāi)展氣候變化、防災減災和環(huán)境治理等科學(xué)研究不可缺少的手段。以認識地球環(huán)境復雜系統、模擬地球系統圈層變化和長(cháng)期氣候變化、精細描述和預測地球物理化學(xué)及生物過(guò)程等為目標,建設地球系統數值模擬器,主要包括:超級計算及存儲專(zhuān)用系統,超級模擬支撐與管理軟件系統,地球各層圈過(guò)程模擬軟件系統,地球系統科學(xué)數據庫與海量數據智能分析與可視化系統等。該設施建成后,將大幅提高我國地球系統模擬的整體能力和重大自然災害預測預警、氣候變化預估的研究水平。
五、保障措施
(一)健全管理制度。加快完善管理規章制度,規范和促進(jìn)重大科技基礎設施的建設、運行和管理。健全部門(mén)協(xié)調制度,加強規劃實(shí)施中各部門(mén)間的統籌協(xié)調,發(fā)展改革、科技、財政等部門(mén)要各司其職、分工協(xié)作。建立健全規劃動(dòng)態(tài)調整機制,滾動(dòng)推進(jìn)“十二五”建設重點(diǎn)的立項和實(shí)施,并根據形勢發(fā)展每五年對規劃內容進(jìn)行必要調整。制定符合設施特點(diǎn)和發(fā)展規律的管理辦法,加強設施運行評價(jià),提高設施運行效率。完善設施建設配套政策措施,鼓勵地方政府在土地、資金、人才等方面出臺相關(guān)政策,形成共同支持設施發(fā)展的良好局面。
(二)保障資金投入。加強重大科技基礎設施預研、建設、升級改造、運行和科研的協(xié)調,加大財政資金投入力度,鼓勵企業(yè)等其他來(lái)源資金投入,形成多元化投入格局。規范投入管理,加強績(jì)效評價(jià),切實(shí)提高資金的使用效率和效益。
(三)強化開(kāi)放共享。健全重大科技基礎設施開(kāi)放共享制度,最大限度發(fā)揮其公共平臺作用。健全用戶(hù)參與機制,形成科研院所、高等學(xué)校、企業(yè)等多方共建、共管和共享的局面。統籌安排開(kāi)放共享配套條件建設,提高設施科研服務(wù)能力。將開(kāi)放共享程度作為設施運行考核的重要指標,根據評價(jià)結果配置運行資源。
(四)協(xié)同推進(jìn)預研。加強部門(mén)溝通協(xié)調,協(xié)同加強預研工作,為重大科技基礎設施建設提供充分的技術(shù)和工程儲備。充分利用現有資金渠道,系統安排原理探索、技術(shù)攻關(guān)、工程驗證等類(lèi)型的預研項目。強化預研工作各階段以及預研與設施建設之間的銜接,形成循序推進(jìn)、動(dòng)態(tài)調整、持續發(fā)展的良好局面。
(五)加強人才培養。堅持設施建設與人才培養相結合,造就高水平的重大科技基礎設施建設、管理和科研人才隊伍。制定與設施發(fā)展相配套的人才計劃,吸引和凝聚一大批高層次創(chuàng )新人才。加強設施建設與國家科技重大專(zhuān)項、重大科技計劃的銜接,加速培養一批高水平科技創(chuàng )新領(lǐng)軍人才,造就一批科研、工程和管理人才隊伍。建立健全與設施特點(diǎn)相適應的人員分類(lèi)評價(jià)、考核、激勵政策,凝聚和穩定設施建設和運行專(zhuān)業(yè)人員隊伍。
(六)促進(jìn)國際合作。適應重大科技基礎設施發(fā)展日益國際化的趨勢,結合我國科技發(fā)展實(shí)際需求,積極參與享有知識產(chǎn)權和使用權的重大科技基礎設施國際合作項目。積極探索以我為主的國際合作,吸引國外資源參與我國發(fā)起的重大科技基礎設施建設和相關(guān)科學(xué)研究。注重引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗,提高我國重大科技基礎設施建設、運行的技術(shù)和管理水平。

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