位于浙江杭州的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——超重力離心模擬與實驗裝置迎來重要進展，其首臺離心機主機近日正式啟動運行。該裝置由浙江大學(xué)主導(dǎo)建設(shè)，旨在通過構(gòu)建超重力環(huán)境為多領(lǐng)域科研提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，其核心設(shè)備“CHIEF1300”離心機以1300g?t的容量成為全球最大同類設(shè)備。

作為國際領(lǐng)先的科研平臺，該裝置由三臺離心機主機與六座實驗艙的18臺機載裝置組成。除已投入運行的“CHIEF1300”外，容量達1500g?t和1900g?t的“CHIEF1500”“CHIEF1900”離心機正在建設(shè)中。其核心技術(shù)可產(chǎn)生最高達地球重力1500倍的超重力場，通過“時空壓縮”效應(yīng)，使科研人員能在實驗室中以極小空間和極短時間模擬真實世界的復(fù)雜過程。例如，在100倍重力環(huán)境下，100米長的地質(zhì)結(jié)構(gòu)可縮小至1米模型，百年尺度的污染物遷移過程可壓縮至3.65天完成。

“CHIEF1300”的主機室位于地下230平方米的圓形空間，其核心設(shè)備形似可高速旋轉(zhuǎn)的巨型天平。直徑6.4米的轉(zhuǎn)臂帶動實驗裝置運轉(zhuǎn)時，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可精準(zhǔn)控制離心力強度，目前該設(shè)備已實現(xiàn)10至300倍地球重力的穩(wěn)定輸出。為確保實驗環(huán)境的穩(wěn)定性，項目團隊采用深基坑結(jié)構(gòu)、低氣壓控制室及液冷壁技術(shù)等創(chuàng)新方案，有效解決了超重力環(huán)境下的設(shè)備散熱與氣壓平衡難題。

該裝置的18臺機載裝置覆蓋深海資源開發(fā)、地質(zhì)災(zāi)害防治、廢棄物處置及新材料研發(fā)等多個領(lǐng)域。在前期預(yù)研中，科研團隊已取得多項突破：通過深海高壓溫控裝置復(fù)現(xiàn)2000米水壓環(huán)境，驗證可燃冰開采的安全性；利用超重力振動臺模擬強震對水電站壩基的影響；借助造波裝置推演4米海浪與20米海嘯的沖擊效應(yīng)，為海上風(fēng)電場選址提供數(shù)據(jù)支撐；在定向熔鑄爐中制備的高鐵接觸網(wǎng)導(dǎo)線材料，兼具高強度與低缺陷特性。

項目首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士陳云敏指出，超重力技術(shù)為物質(zhì)科學(xué)研究開辟了新維度。該裝置將打造國際化的開放科研平臺，通過與全球頂尖團隊的合作，推動極端環(huán)境模擬、物質(zhì)行為預(yù)測等領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。目前，裝置已具備多學(xué)科交叉研究的硬件條件，未來將持續(xù)為重大工程安全評估、前沿材料研發(fā)等提供技術(shù)支撐。