1月8日上午,中共*、*在北京举行科学技术奖励大会。华北克拉通破坏、冻土与寒区工程、激光钕玻璃、电能表智能化计量检定……这些对普通人而言深奥难懂的科技词汇频频出现在奖励大会现场。获得2017年科技大奖的科研项目究竟在研究啥?取得的研究成果对生产和生活又能产生哪些影响?
(图片来自网络,侵删)
克拉通破坏理论解密地球科学百年难题
克拉通是什么?克拉通是地球上古老的陆块,缺乏明显的火山活动和大地震,因此,传统上认为克拉通是稳定的。
华北克拉通怎么了?华北克拉通发生了大规模的火山活动和大地震,即丧失了稳定性。这是目前经典板块构造理论所不能解释的重大地质现象。
克拉通为什么会失去稳定性?这一根本问题一直悬而未决,是困扰地球科学家近百年的难题。针对这一难题,*地质与地球物理研究所通过“华北克拉通破坏项目”的深入研究发现,造成这一重大地质现象的根本原因是克拉通破坏。
“想认识地球的整体,需要一个切入点,华北就是一个切入点。”“克拉通破坏项目”带头人、*地质与地球物理研究所研究员朱日祥称,“我们的团队历经20年的艰苦研究,通过区域性问题,认识到了地球大陆板块的生死演变过程,了解了大陆演化的过程。”
“华北克拉通破坏”获得2017年度自然科学奖二等奖。朱日祥介绍,该项目建立了克拉通破坏理论,发现了大陆演化的普遍规律,发展了板块构造理论。该项目是以区域实例研究大陆演化的典范,使“华北克拉通破坏”这一区域性科学问题成为性的研究热点,了大陆演化研究的方向,提升了中国固体地球科学的影响力。
立足高原,破解冻土难题
冻土,一种含冰的特殊土体。冻结时,它坚固到可以做为建筑物基础;融化时,它就像一团稀泥,完全丧失承载力。
冻土的这种特性让寒区工程成为一项世界性难题。2017年度科技进步奖(创新团队),被*寒区旱区环境与工程研究所冻土与寒区工程研究创新团队夺得。团队学术带头人程国栋院士说,中国是*三冻土大国,且主要为高海拔冻土,温度接近零度,很不稳定。
作为世界上海拔高、在冻土上路程长的高原铁路,青藏铁路至今保持着在冻土区跑得快的铁路纪录,这背后离不开程国栋团队持续几十年的耕耘。
“发扬‘牦牛精神’,把sci文章写在祖国的高寒大地上。”程国栋和团队立足高原,提出的“冷却路基”筑路技术和设计参数,解决了青藏铁路冻土相关的关键技术问题。青藏铁路安全运营12年来,路基稳定,列车时速达到100公里。《自然》杂志评价这项研究成果“具有重要的里程碑意义”,美国的一份研究报告将青藏铁路列为多年冻土区好的铁路工程实践。
另外,程国栋和团队还解决了我国寒区其他重大工程的相关科技问题。研发的多年冻土区宽幅沥青路面条件下复合冷却路基调控关键技术,为哈大高铁、兰新高铁等重大工程提供了重要理论与技术支撑。
“‘一带一路’又一次给冻土和寒区工程提供了发展机遇,也提出了挑战。”程国栋相信,未来的冻土和寒区工程需求依然强劲,相关技术研究大有用武之地。
激光钕玻璃 激光器的“心脏”
我们都听说过激光和玻璃,可什么是激光钕玻璃?激光钕玻璃是一种含有稀土发光离子——钕离子的特殊玻璃,它可以在一定条件下产生激光或放大激光能量,是激光器的“心脏”,也是目前人类所知的地球上能够输出大能量的激光工作介质。
数千片大口径激光钕玻璃在特殊装置中,可以将微不足道的激光能量放大到“小太阳”的量级,而这个“小太阳”在我国科学家的手中,将为保证安全,实现清洁聚变能源的长远目标,推动宇宙起源等前沿科学研究发挥重大作用。
由*上海光学精密机械研究所研发的激光钕玻璃项目,获得了2017年度的发明奖二等奖。经过十多年持续攻关,该研究团队打破了国外技术封锁,在大尺寸激光钕玻璃批量制造关键技术上取得了突破,自主发明并建成了中国首条大尺寸激光钕玻璃连续熔炼线,实现了大尺寸磷酸盐激光钕玻璃的批量生产。
*上海光学精密机械研究所研究室主任胡丽丽称,“激光钕玻璃是不可替代的激光材料,我们的研究成果积淀了三代团队、历时半个世纪的不懈努力,是集体智慧的结晶。”
该项目的研究成果使激光钕玻璃连续熔炼的生产效率提高了十倍,获得了9项授权发明,制定了3个行业标准,创新性强,整体水平达到了*,满足了重大战略需求,产生了巨大的影响。
机器换人,电能表检定迎智能化
电能表是电力贸易结算的计量仪器,其准确性关乎百姓家庭支出、企业成本核算。
目前,全国运行的电能表超5.13亿只,每年检定量达8000余万只。传统人工检定每天只能完成80只,可靠性仅98%。面对人工检定存在的资源投入大、人为误差影响检定质量、检定效率低下等缺陷,此前国内外均未找到有效解决方案。
获得2017年度科技进步奖二等奖的“电能表智能化计量检定技术与应用”为电能表检定插上了“智能”翅膀。
来自国网浙江电力公司的黄金娟是该项目完成人。现年50多岁的她是一名生产一线的技师,30多年的一线实践,促使她萌生了“机器换人”、用智能技术推动计量检定腾飞的想法。历经3年努力,她带领团队建成国内外首套大规模检定系统,检定效率提升至每日4700只,可靠性达100%。
这项研究成果在黄金娟所在的国网浙江公司应用。“年检定能力达到640万只,整体效率提升58倍,人员精简90%以上。”她说,近三年成果产生的经济效益达1.9亿元,累计检定检测表计1.8亿只,成果以技术标准的形式推广至全国省级计量中心。
更让黄金娟自豪的是,通过许可,自动化检定装置和系统已销往9个、40余家表计制造企业,并延伸应用于燃气表、水表检测,电能表检定由人工作业向智能化变革。
(原文标题:克拉通、冻土、激光钕玻璃、电表智能计量 这些斩获科技大奖的科研成果能干啥?)
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