中共中央、國務(wù)院8日上午在北京舉行國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會。華北克拉通破壞、凍土與寒區(qū)工程、激光釹玻璃、電能表智能化計量檢定……這些對普通人而言深奧難懂的科技詞匯頻頻出現(xiàn)在獎勵大會現(xiàn)場。獲得2017年國家科技大獎的科研項目究竟在研究啥？取得的研究成果對生產(chǎn)和生活又能產(chǎn)生哪些影響？
克拉通破壞理論解密地球科學(xué)百年難題
克拉通是什么？克拉通是地球上最古老的陸塊，缺乏明顯的火山活動和大地震，因此，傳統(tǒng)上認為克拉通是穩(wěn)定的。
華北克拉通怎么了？華北克拉通發(fā)生了大規(guī)模的火山活動和大地震，即喪失了穩(wěn)定性。這是目前經(jīng)典板塊構(gòu)造理論所不能解釋的重大地質(zhì)現(xiàn)象。
克拉通為什么會失去穩(wěn)定性？這一根本問題一直懸而未決，是困擾地球科學(xué)家近百年的難題。針對這一難題，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所通過“華北克拉通破壞項目”的深入研究發(fā)現(xiàn)，造成這一重大地質(zhì)現(xiàn)象的根本原因是克拉通破壞。
“想認識地球的整體，需要一個切入點，華北就是一個切入點。”“克拉通破壞項目”帶頭人、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員朱日祥稱，“我們的團隊歷經(jīng)20年的艱苦研究，通過區(qū)域性問題，認識到了地球大陸板塊的生死演變過程，了解了大陸演化的過程。”
“華北克拉通破壞”獲得2017年度國家自然科學(xué)獎二等獎。朱日祥介紹，該項目建立了克拉通破壞理論，發(fā)現(xiàn)了全球大陸演化的普遍規(guī)律，發(fā)展了板塊構(gòu)造理論。該項目是以區(qū)域?qū)嵗芯咳虼箨懷莼牡浞?，?ldquo;華北克拉通破壞”這一區(qū)域性科學(xué)問題成為全球性的研究熱點，引領(lǐng)了大陸演化研究的方向，提升了中國固體地球科學(xué)的國際影響力。
立足高原，破解凍土難題
凍土，一種含冰的特殊土體。凍結(jié)時，它堅固到可以做為建筑物基礎(chǔ)；融化時，它就像一團稀泥，完全喪失承載力。
凍土的這種特性讓寒區(qū)工程成為一項世界性難題。2017年度國家科技進步獎（創(chuàng)新團隊），被中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所凍土與寒區(qū)工程研究創(chuàng)新團隊奪得。團隊學(xué)術(shù)帶頭人程國棟院士說，中國是世界第三凍土大國，且主要為高海拔凍土，溫度接近零度，很不穩(wěn)定。
作為世界上海拔最高、在凍土上路程最長的高原鐵路，青藏鐵路至今保持著全球在凍土區(qū)跑得最快的鐵路紀錄，這背后離不開程國棟團隊持續(xù)幾十年的耕耘。
“發(fā)揚‘牦牛精神’，把SCI文章寫在祖國的高寒大地上。”程國棟和團隊立足高原，提出的“冷卻路基”筑路技術(shù)和設(shè)計參數(shù)，解決了青藏鐵路凍土相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)問題。青藏鐵路安全運營12年來，路基穩(wěn)定，列車時速達到100公里?！蹲匀弧冯s志評價這項研究成果“具有重要的里程碑意義”，美國的一份研究報告將青藏鐵路列為多年凍土區(qū)最好的鐵路工程實踐。
另外，程國棟和團隊還解決了我國寒區(qū)其他重大工程的相關(guān)科技問題。研發(fā)的多年凍土區(qū)寬幅瀝青路面條件下復(fù)合冷卻路基調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)，為哈大高鐵、蘭新高鐵等重大工程提供了重要理論與技術(shù)支撐。
“‘一帶一路’又一次給凍土和寒區(qū)工程提供了發(fā)展機遇，也提出了挑戰(zhàn)。”程國棟相信，未來國家的凍土和寒區(qū)工程需求依然強勁，相關(guān)技術(shù)研究大有用武之地。
激光釹玻璃 激光器的“心臟”
我們都聽說過激光和玻璃，可什么是激光釹玻璃？激光釹玻璃是一種含有稀土發(fā)光離子——釹離子的特殊玻璃，它可以在一定條件下產(chǎn)生激光或放大激光能量，是激光器的“心臟”，也是目前人類所知的地球上能夠輸出最大能量的激光工作介質(zhì)。
數(shù)千片大口徑激光釹玻璃在特殊裝置中，可以將微不足道的激光能量放大到“小太陽”的量級，而這個“小太陽”在我國科學(xué)家的手中，將為保證國家安全，實現(xiàn)清潔聚變能源的長遠目標，推動宇宙起源等前沿科學(xué)研究發(fā)揮重大作用。
由中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所研發(fā)的激光釹玻璃項目，獲得了2017年度的發(fā)明獎二等獎。經(jīng)過十多年持續(xù)攻關(guān)，該研究團隊打破了國外技術(shù)封鎖，在大尺寸激光釹玻璃批量制造關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，自主發(fā)明并建成了中國首條大尺寸激光釹玻璃連續(xù)熔煉線，實現(xiàn)了大尺寸磷酸鹽激光釹玻璃的批量生產(chǎn)。
中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所研究室主任胡麗麗稱，“激光釹玻璃是全球不可替代的激光材料，我們的研究成果積淀了三代團隊、歷時半個世紀的不懈努力，是集體智慧的結(jié)晶。”
該項目的研究成果使激光釹玻璃連續(xù)熔煉的生產(chǎn)效率提高了十倍，獲得了9項授權(quán)發(fā)明專利，制定了3個行業(yè)標準，創(chuàng)新性強，整體水平達到了國際先進，滿足了國家重大戰(zhàn)略需求，產(chǎn)生了巨大的國際影響。
機器換人，電能表檢定迎智能化
電能表是電力貿(mào)易結(jié)算的計量儀器，其準確性關(guān)乎百姓家庭支出、企業(yè)成本核算。
目前，全國運行的電能表超5．13億只，每年檢定量達8000余萬只。傳統(tǒng)人工檢定每天只能完成80只，可靠性僅98％。面對人工檢定存在的資源投入大、人為誤差影響檢定質(zhì)量、檢定效率低下等缺陷，此前國內(nèi)外均未找到有效解決方案。
獲得2017年度國家科技進步獎二等獎的“電能表智能化計量檢定技術(shù)與應(yīng)用”為電能表檢定插上了“智能”翅膀。
來自國網(wǎng)浙江電力公司的黃金娟是該項目完成人?，F(xiàn)年50多歲的她是一名生產(chǎn)一線的高級技師，30多年的一線實踐，促使她萌生了“機器換人”、用智能技術(shù)推動計量檢定騰飛的想法。歷經(jīng)3年努力，她帶領(lǐng)團隊建成國內(nèi)外首套大規(guī)模檢定系統(tǒng)，檢定效率提升至每日4700只，可靠性達100％。
這項研究成果率先在黃金娟所在的國網(wǎng)浙江公司應(yīng)用。“年檢定能力達到640萬只，整體效率提升58倍，人員精簡90％以上。”她說，近三年成果產(chǎn)生的經(jīng)濟效益達1．9億元，累計檢定檢測表計1．8億只，成果以技術(shù)標準的形式推廣至全國省級計量中心。
更讓黃金娟自豪的是，通過專利許可，自動化檢定裝置和系統(tǒng)已銷往9個國家、40余家表計制造企業(yè)，并延伸應(yīng)用于燃氣表、水表檢測，電能表檢定由人工作業(yè)向智能化變革。
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