西安三个大科学装置一旦建成，将成为全球顶尖的基础科学研究中心

上海光源

2010年以后，我国先后在北京，上海，合肥和以深圳和广州为中心的港珠澳大湾区设立了4个国家综合性科学中心。之后，国家又在北京，上海港，珠澳大湾区以及成都和武汉设立了国家科学创新中心。而在2023年年初，西安获批了中国第5个国家综合科学中心以及第6个国家科技创新中心,也成为了国内第4个双中心城市。国家在这些科学中心和科创中心城市都投资落地了一批大科学装置平台。

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大科学装置是建设综合性国家科学中心的标配。为了建设好双中心城市，国家近年来在西安投资和设立了一批基础科学的大科学装置。这些大科学装置包含了基础科学的多个方面和多个学科的研究，其中主要的大科学装置有：高精度地基授时系统、西安阿秒光源、Z箍缩科学实验装置、加速器质谱中心集群、医用重离子加速器装置、西部质子（医疗）中心等。

一、西安高精度地基授时系统

西安高精度地基授时系统中心

高精度时间频率是国家战略资源，广泛应用于诸多基础研究领域、工程技术领域和国家重大系统。由于西安处于中国的地理位置中心，之前的中国科学院国家授时中心就设立在西安临潼区。而新建的西安高精度地基授时系统大科学装置，则是以西安高精度地基授时系统为依托，为国家型精准授时而建立的一个大型的收拾平台。

这个项目现在主要建设内容包括两个主要的部分。第一部分是在现有长波授时台基础上，在西部地区增补完善增强型罗兰授时系统。这一部分将实现长波授时信号全国土覆盖，重点区域授时精度优于百纳秒。第二部分则是利用通信光纤网建设覆盖主要城市和重要用户的光纤时频传递骨干网，时间传递精度优于百皮秒，频率传递精度优于E-19量级。这两部分都建设完成之后，整个高精度地基授时系统的长波和光纤授时均达到国际先进水平。

除此之外，西安还将建设“高精度地基授时系统总体运控中心”，包括国家时间基准（产生和保持北京时间）、地基授时控制管理系统、差分控制中心。这将带动陕西整体的时间频率、卫星导航及相关信息产业发展。

二、西安阿秒光源大科学装置

西安光机所先进元件试制中心

西安阿秒光源大科学装置由中科院西安光机所主导，联合西北大学和西安电子科技大学联合实施。中科院西安光机所为组建阿秒光源实施中心，组建了西安光机所先进元件试制中心。西安阿秒光源瞄准的是国际上最前沿最先进的科学领域。由于阿秒这个领域在国际上非常具有前瞻性，可以把微观世界看得很清楚。

西安光机所先进元件试制中心

西安光机所先进元件试制中心以阿秒科学与技术为牵引，开展新一代先进超快激光技术和超快科学研究。致力于建设国际上最先进的、以阿秒时间分辨为突出特点的超快科学与技术研究高地，打造国际一流水平的超快学科方向。

西安阿秒光源科学园规划图

中科院西安光机主导建设的西安阿秒光源位于西安高新区丝路科学城科学中心组团内。项目总占地面积约77.8亩，拟在2025年前后建立阿秒光源关键技术验证与工程演示原型装置。预期这个项目所产生的阿秒脉冲可超过目前国际最高水平。

三、Z箍缩科学实验装置

Z箍缩，是电流流过柱形导体（等离子体、导电物质）产生角向磁场。这种角向磁场作用于载流子从而形成径向压力。当磁场当中的电流达到百万安培量级时，可产生巨大的磁压力，用于约束等离子体或使物质向内加速、碰撞，可获得高温、高密度的等离子体状态。Z箍缩设施在惯性约束聚变、极端条件材料科学（驱动器应用）等研究方面有着广阔应用前景。

国外的Z箍缩科学实验装置

西安交大Z箍缩科学实验装置置是由邱爱慈院士团队来主导和发起建设的大科学装置。Z箍缩及应用军民融合中心是由西安交通大学与西北核技术研究所联合共建。现在整个项目已经进入了筹建阶段。西安交通大学中国西部科技创新港已经为Z箍缩设施规划和预留建设用地。整个项目将建成以军民融合、多领域多学科交叉、共享开放、高效利用为明显特征的、指标和性能达到世界领先水平的综合大型研究平台。

国外的Z箍缩科学实验装置

Z箍缩设施一旦建成投用将对全国和陕西的发展具有重要意义。这个项目将显著提升陕西省能源、制造、材料等相关学科综合实力，还将在军民领域实现成果转化，产生显著经济和社会效益。

西安的这三个大科学装置一旦建成之后，将带动数百个科学、数千个的行业门类、数十万数百万的工业门类的大发展。到了那个时候，西安将成为中国乃至全球顶尖的基础科学中心。