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科普概况

  作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中科院上海光机所在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂科普作品创作等在内的系列科普工作,获得了良好的社会反响。 

  每年全国科技周、上海科技节期间上海光机所均组织开展公众科学日大型主题活动,至今连续举办十二届。活动期间,“高大上的国家级研究机构敞开大门,邀请社会公众走进实验室,和大科学装置、科学实验设备亲密接触。来访观众科研人员的带领下,深度了解从前沿科学研究到产业应用全链条的激光科技知识。 

  上海光机所积极建设七彩之光”科技课堂品牌科普活动七彩之光”科技课堂内容由科研人员与科普专家共同遴选,由在读研究生组成的科普志愿者完成,每堂课一个光学科普主题,用精美的课件展示、有趣的教具互动体验,让听众全面理解光学相关主题的科普知识。两年来完成嘉定普通小学、嘉定育红民办随迁子女学校两所学校三千人次的教学,受邀赴上海科技馆浙江义乌、新昌等多所学校讲授,受到听课学生和学校的广泛好评。为让更多青少年学生接触到光学科技知识,目前正在进行区本课程研发。 

  多年来上海光机所主持创作多部优秀的科普微视频、科普图书,收到社会公众的喜爱,曾荣获科技颁发2015年2016年全国优秀科普微视频2015年全国优秀科普作品称号。上海光机所还积极参加上海市“科技创新”行动计划,申报的“追寻光的足迹,传播光的知识”主题系列科普活动,荣获2016年上海科普教育创新奖获奖提名奖。 

  基地简介:

  1996年,上海光机所“神光高功率激光装置”被首批列入上海市科普教育基地。 

  “神光I高功率激光装置”于1987年通过国家鉴定。这标志着我国已成为国际高功率激光领域中具有综合研制能力的少数几个国家之一,本项目获得1990年国家科技进步奖一等奖。

  “神光Ⅱ高功率激光装置”于2001年建成。该装置由中国科学院、中国工程物理研究院共同投资建设,由高功率激光物理联合实验室负责研制,是迄今国内规模最大的高功率激光聚变实验装置,也是世界上为数不多的激光聚变实验装置之一。本项目获得2005年国家科技进步奖二等奖。

  神光Ⅱ装置是由数百台套激光单元和组件的集成,最高输出功率1013W。就瞬时功率而言,比全国发电量的总和还要大许多倍。该装置是我国探索利用可控核聚变技术,最终解决能源问题的重要科学实验装置,具有重大的社会效益和经济效益。 

  为了便于向国内外科技界、国内的其他各行各业人员宣传我国激光科学技术研究成果,本基地还建有参观专用通道。这样可以既不影响必须在超净环境下运行的神光装置,又可以使社会各界参观人员直观地看到我国唯一的、世界上也为数不多的大型激光装置。 

  “神光高功率激光装置” 科普教育基地每年接待国内外研究人员与社会人员参观2000余人次。

  基地地址:上海市嘉定区清河路390号(201800)

  联系电话:021-69918207

  科学背景:

  激光新角色——核能聚变的点火器

  高功率激光装置的建成究竟有何重要意义? 

  从能源利用的角度来说,核聚变反应所产生的能量无疑是人们未来能源系统的重要支柱,以至于有人把核能称为人类未来的“生存依靠”。现在人们已经实现了不可控的核聚变反应,如氢弹爆炸。但氢弹爆炸释放的能量太大,人类难以控制、利用。于是,如何从可控的核聚变反应中获取取之不尽的新能源就成了科学家追求的目标。人们设想如果能做出一个微型的氢弹,同时用一种特殊的方式连续有节奏地发生核聚变反应,那么人类就能够得到永久的能源供应。激光的问世为人类这一梦想的实现提供了可能。

  图1:激光核聚变示意图  

  1964年,我国著名科学家王淦昌提出了激光聚变的设想:用高功率激光光束聚焦到热核材料制成的微型靶丸上,瞬间产生强高温与强高压,使被高度压缩的稠密等离子在扩散之前就完成全部核反应,即“惯性约束聚变”(简称ICF),这就要求研制高功率的激光发射装置。  

  1964年中国科学院上海光学精密机械研究所(简称“上海光机所”)成立,即根据国家总体部署,围绕研制高功率激光装置这个目标,开展了一系列艰苦的探索性研究。 

  1965年,上海光机所开展高功率激光及其驱动的惯性约束聚变研究,建成了109瓦级钕玻璃四级行波放大的高功率激光装置,1973年建立了万兆瓦(1010瓦)级的高功率钕玻璃激光装置。1975年底建成了10万兆瓦(1011瓦)的六路高功率钕玻璃激光装置。

  1982年开始研制“神光I装置”。1985年7月,按计划建成激光12号装置并投入试运行。该装置输出激光总功率为1万亿瓦,而激光时间只有一秒钟的十亿分之一到百亿分之一,这是当时中国规模最大的高功率钕玻璃激光装置,在国际上也为数不多。神光I装置作为我国光学高技术领域的一项重大成就,标志着我国已成为国际上高功率激光领域具有综合研制能力的少数几个国家之一,标志着我国在该领域进入世界先进行列。1989年和1990年,神光I激光装置分别荣获中国科学院科技进步特等奖和国家科技进步一等奖。 

  1994年“神光Ⅱ装置”立项并开始研制,2000年建成并投入运行。2002年,神光Ⅱ装置获上海市科技进步奖一等奖,2003年获中国科学院杰出成就奖,

  2005年获国家科技进步二等奖。

 

  图2:神光I装置

   

  图3:神光Ⅱ装置

   

  图4:神光II装置靶场