大科學裝置“運力”不足，用戶們很捉急

來源：中國科學報 發布時間：2019-06-13瀏覽：3163次

大科學裝置“運力”不足，用戶們很捉急

　　原本可以拉動20節車廂的火車頭，目前只拉了3節車廂。這既造成“火車頭”資源的較大浪費，也導致“運力”嚴重不足，使得“運力”在市場上供不應求。

　　如此尷尬的窘境，印證在散裂中子源等國內平臺型大科學裝置的身上，或許再恰當不過。

　　平臺型大科學裝置是為眾多學科領域開展研究服務的重要裝置，后續建設直接影響研究人員能否利用此裝置有效開展研究。

　　“中國散裂中子源有20個譜儀孔道，一期僅建設了3臺譜儀，只能滿足這些譜儀對應研究領域50%左右用戶的實驗需求，還有許多重要領域急需建設相應的譜儀。” 中科院高能物理研究所副所長陳延偉告訴《中國科學報》。

　　這一方面造成了中子束流資源的浪費，另一方面，國內用戶希望借助散裂中子源開展實驗的需求非常旺盛，也非常迫切，但僅有的3臺譜儀遠遠滿足不了用戶的需求。

　　無奈之下，國內用戶只能去國外開展實驗，成本劇增、還要面對很大的不確定性，需搶占時機的重要研究也因時間而耽誤。

　　隨著國內散裂中子源、高能同步輻射光源等平臺型大科學裝置建設進入加速期，提前部署大科學裝置中的譜儀/線站建設，完善大科學裝置后續譜儀/線站建設機制，十分迫切。

　　無奈的現實

　　記者采訪中科院金屬所研究員李昺時，恰逢他即將在兩天后再次赴日本開展為期10天的實驗。

　　隨后，他還要立即前往澳大利亞開展20多天的實驗，稍歇幾天，還需再度赴日繼續實驗。

　　此前，他的科研團隊發現的“龐壓卡效應”成果，也因國內缺乏實驗所需譜儀等條件，只能無奈去國外開展實驗。所幸實驗尚算順利，最終成果也令人滿意，實驗成果最后發表于《自然》雜志。

　　不過，李昺告訴《中國科學報》：“去國外做實驗，增加了經濟和時間成本，簽證也存在不確定性；更重要的是，大科學裝置需要為國家的‘卡脖子’技術提供解決途徑，很多關鍵技術只能在國內解決；大科學裝置缺乏配套譜儀，很大程度上限制了核心技術的突破。”

　　“基礎研究要產生顛覆性技術，必須有原始創新，要做到‘人無我有’，搶占實驗先機和使用先進手段至關重要。”李昺心里滋味繁雜。

　　這種辛苦的國外實驗，卻是國內許多科研人員的常態。

　　上海交通大學物理與天文學院、自然科學研究院特別研究員洪亮告訴《中國科學報》：“我們原定于今年1月中旬去美國做實驗，因為美國政府關門使得 我們出國受阻。我們用了半年的時間申請國外的實驗機時，半年時間就這樣浪費了。后續我們還要重新進行一輪實驗申請。這嚴重影響了我們的科研進程。”

　　“去國外做實驗，如果是團隊出國，會導致科研成本劇增。此外，實驗的時效性差，導致我們與國外課題組競爭時，在時間上處于劣勢，只能眼看著別人搶先發表成果。”洪亮提到去國外做實驗的困難時，也是一臉的無奈。

　　譜儀建設未到位

　　中國散裂中子源是我國“十一五”期間重點建設的十二大科學裝置之首。

　　散裂中子源產生的中子，與其他研究手段相比更容易穿透物質，在探測物質的微觀結構和動力學特征方面，中子源具有獨特的優勢。

　　中國散裂中子源是物理、化學、材料等多領域進行科學實驗重要的“超級顯微鏡”。

　　中子源產生中子，只是開展實驗的第一步，提取和分析數據，則必須依靠譜儀，沒有匹配的譜儀，相關實驗就無法開展。

　　陳延偉介紹，由于經費限制，中國散裂中子源一期僅建設了3臺譜儀。

　　散裂中子源第一輪開放申請，用戶十分踴躍，但目前3臺譜儀遠不能滿足用戶的實驗需求。“希望國家加快后續譜儀建設。”

　　“近期，我們舉辦了有100多位國內外學者參加的軟物質生物中子研討會，會上關于加快散裂中子源二期譜儀建設的呼聲非常高，十多位國外資深專家也對目前散裂中子源只有3臺譜儀感到不可思議。”洪亮告訴記者。

　　洪亮說：“在某些學科領域，科研競爭不占優勢，很大程度上是因為機理研究不到位，關鍵問題沒有攻克，開展機理研究還需充分利用大科學裝置。”

　　北京科技大學新金屬材料國家重點實驗室教授王沿東也告訴《中國科學報》：“國家重點實驗室承擔著重要的科研任務，很多關鍵實驗必須在國內開展， 但因為受國內儀器條件限制，在國內開展又困難重重。我們迫切需要增加相應的譜儀設備，這對解決國家‘卡脖子’技術具有重要意義。”

　　王沿東還透露，美國一些實驗室有明確規定，禁止我國某些高校在這些實驗室開展實驗。即使能夠通過實驗機時申請，簽證也可能因為各種原因無法順利辦理。加快完善譜儀/線站后續建設，提升國內大科學裝置利用率，“形勢非常嚴峻！”

　　后續建設制度弊端

　　中科院高能物理研究所東莞分部副主任梁天驕告訴《中國科學報》：“中子散射可用于研究物質微觀結構和物質微觀動力學。但中國散裂中子源現有的3臺譜儀都是研究微觀結構的，因缺少研究微觀動力學的譜儀，該領域的研究在中國散裂中子源還無法開展。”

　　“日本散裂中子源于2001年動工，2008年完成建源并配備10臺譜儀，2008年至2014年間，其規劃設計中的21臺譜儀基本建成。”曾 在日本散裂中子源工作過的李昺告訴記者，“我們目前做實驗急需的較高端的譜儀——高能量分辨率非彈性散射譜儀，在日本先期建設的10臺譜儀中就早已配 置。”

　　陳延偉也告訴記者：“日本的第一個同步輻射裝置于1983年建成，一期建設了加速器及5條光束線，在隨后的5年內，很快建設了28條光束線。”

　　相比之下，國內大科學裝置后續建設啟動過于緩慢。

　　中科院高能物理研究所原副所長張闖告訴記者：“我國的大科學裝置建設之初也都有整體計劃，后續建設項目則按五年期新建項目進行規劃安排。”

　　這種管理模式存在諸多問題和弊端。專家們認為，對于有后續建設計劃的項目，應該在一期建設中就進行必要的安排和投入。

　　此外，由于項目不得不以五年規劃開展，后續項目建設的時效性也會受到影響，包括影響大科學裝置整體效益的發揮，同時也不利于管理部門對投入總量的宏觀把控。

　　王沿東認為，項目機制應提高靈活度，例如美國的一些實驗室在立項時會考慮尖端設備研發過程中的不可預見費，包括考慮通貨膨脹等問題，可能申請時價值幾千萬的儀器，在實際建造時會上漲至上億元，這就需要更加靈活的機制保障項目的后續建設。

　　專家建議，審定批準的后續建設項目應不受五年規劃期限制，適時申請、簡化程序、及時審批、盡快啟動，合理地快速推進。

　　譜儀人才缺乏

　　譜儀建設工藝復雜，需要不斷更新調試。譜儀科學家是裝置與用戶之間的“橋梁”，對譜儀和大科學裝置的有效利用、譜儀的建設更新、用戶滿意度有重要影響。

　　我國目前十分缺乏譜儀科學家，考核機制和薪酬待遇成為難以引才留才的重要原因。

　　“國外譜儀科學家，一是較固定，二是待遇較高。在博士畢業后，需要在譜儀方面進行幾年博士后培養，然后才能留下來負責譜儀運行管理。”曾在美國 橡樹嶺國家實驗室工作過的王沿東告訴記者，“一方面他們的薪酬待遇高，容易留住人，另一方面固定專業的人才，有利于對后續譜儀的建設利用。”

　　洪亮也表示：“只有譜儀這個‘硬件’還不夠，還必須配備相應的‘軟件’，我國缺乏與用戶對接的譜儀人才，薪酬待遇是難以引才的重要原因。”

　　李昺對此也表示認同。他告訴記者，在國外開展實驗，與國外的譜儀科學家對接起來，相對更為流暢。國外的譜儀科學家也更能理解和滿足用戶的要求。

　　“我國的科研院所、高校應該更加開放，共同加大對大科學裝置國際先進人才的引進。”王沿東說。

　　此外，充分發揮大科學裝置的作用，還需加強大科學裝置的科普。

　　“我們在招生時，很多優秀的理工科學生對大科學裝置還是了解甚少。我們希望借助科普的力量，讓科研人員充分利用大科學裝置。”李昺說。

　　陳延偉也表示：“散裂中子源等大科學裝置的科普非常重要。通過科普，一是可以讓更多的用戶了解大科學裝置的作用，提高用戶實驗水平；二是可以吸引更多的有志之士，一起投入到大科學裝置的后續建設中。”