大型科學(xué)儀器：大塊頭有大智慧

 

大型科學(xué)儀器
 

　　冷凍電鏡
 

　　冷凍電鏡，是用于掃描電鏡的超低溫冷凍制樣及傳輸技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)直接觀察液體、半液體及對(duì)電子束敏感的樣品。是當(dāng)下結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的利器，我國科學(xué)家利用購買的冷凍電鏡產(chǎn)品在生物學(xué)領(lǐng)域取得了一系列驕人的成績(jī)。冷凍電鏡不僅價(jià)格昂貴動(dòng)輒幾百萬、上千萬，體型也是極其龐大，一般高3米、寬2米，設(shè)備整體重達(dá)幾百公斤乃至上千公斤，龐大的體積也給冷凍電鏡帶來了強(qiáng)大的能力，它不僅可以瞬間冷凍樣品，還能觀察到原子級(jí)的結(jié)構(gòu)，成為了科學(xué)家眼睛、手和腦的延伸為人類認(rèn)識(shí)微觀世界立下汗馬功勞。
 

　　大型地磅
 

　　地磅是一種稱重儀器，一般由傳感器、秤臺(tái)、接線盒、稱重儀表等組成，普通的地磅能夠進(jìn)行幾噸乃至幾十噸的稱量，體積也已經(jīng)是十分龐大了。而能夠進(jìn)行150噸稱量的大型地磅體型則更為夸張，一般寬為3至4米，長(zhǎng)達(dá)10至15米，是名副其實(shí)的巨無霸。由于內(nèi)置數(shù)字傳感器大型地磅不僅稱量數(shù)據(jù)，維護(hù)也更加簡(jiǎn)單，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工廠、高速、礦山等領(lǐng)域的稱量工作中。
 

　　離心分離器
 

　　離心分離器又名離心機(jī)，是利用利用離心力將溶液中密度不同的成分進(jìn)行分離的一種設(shè)備。普通實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)體積如同一般家電大小，而我們要說的則是專用于航天工作中的離心分離器，航天工作中的離心分離器是一種模擬太空環(huán)境的裝置，它能夠讓宇航員感受到因失重和雙重力不斷更替時(shí)所產(chǎn)生的眩暈感覺，這種用于航天工作中的離心分離器體積也是十分巨大，擁有著幾十米的長(zhǎng)度和七八米的高度，當(dāng)然不同航天機(jī)構(gòu)的離心分離器大小也各不相同。
 

　　巨型望遠(yuǎn)鏡
 

　　望遠(yuǎn)鏡是精密的光學(xué)儀器，近期歐洲極大望遠(yuǎn)鏡(E-ELT)在智利北部開工建造，這是世界上大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，其主鏡口徑39.3米，比一個(gè)籃球場(chǎng)還要長(zhǎng)。包裹在望遠(yuǎn)鏡之外的圓頂直徑達(dá)到85米，整個(gè)望遠(yuǎn)鏡平臺(tái)，包括鏡面與桁架結(jié)構(gòu)，重達(dá)3000噸。由于技術(shù)難題和高額成本，E-ELT正式建成并投入使用恐怕還要很久的時(shí)間。
 

　　巨型激光器
 

　　歐洲XFEL裝置建設(shè)項(xiàng)目打造成造價(jià)約為12億歐元，并擁有延伸至德國石勒蘇益格-荷爾斯泰因州的3.4千米隧道系統(tǒng)，的大X射線激光設(shè)施。儀器自身也是有著十幾米的長(zhǎng)度和數(shù)噸的重量，我們相信這款歐洲X射線自由電子激光裝置的投用將幫助歐洲各國在物質(zhì)研究、藥物研發(fā)、新材料開發(fā)領(lǐng)域做出新發(fā)現(xiàn)。相信該設(shè)備的的投用，也將對(duì)世界領(lǐng)域的科學(xué)研究提供幫助，同時(shí)也能夠讓更多的科學(xué)家借助這項(xiàng)設(shè)備做科研。
 

　　巨型加速器
 

　　我國自主研發(fā)的兆赫茲重復(fù)率多脈沖高功率加速器“神龍二號(hào)”于2017年11月24日在四川綿陽正式通過現(xiàn)場(chǎng)竣工驗(yàn)收。神龍二號(hào)”加速器結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，主體包括由八十個(gè)加速腔組成的加速段，連同注入器、聚焦段和靶室總長(zhǎng)近八十米，其脈沖功率源平臺(tái)包括159根脈沖形成線，92個(gè)匯流箱等。每次可產(chǎn)生3個(gè)間隔數(shù)千萬分之一秒的X光脈沖，讓研究人員能夠于同一實(shí)驗(yàn)獲得多個(gè)時(shí)刻圖像信息，是當(dāng)之無愧的我國武器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的國之重器。
 

　　動(dòng)輒幾十長(zhǎng)、幾十噸的大型科學(xué)儀器造價(jià)高，用途也并沒有那么廣泛，但其都是在特地領(lǐng)域不可或缺的儀器，沒有它們?nèi)祟愒谀承┛茖W(xué)領(lǐng)域的研究就不可能開展下去。正如標(biāo)題所言大塊頭有大智慧，這些大型科學(xué)儀器都是特地領(lǐng)域必不可少的神器，并在人類的科學(xué)研究、生產(chǎn)生活發(fā)揮著巨大作用。
 

　　(原標(biāo)題：大型科學(xué)儀器：大塊頭有大智慧)