中國於 9 月 29 日發佈了全球容量最大的離心機,名為 CHIEF1300,據報導該機器可產生高達地球重力的 300 倍(300G),能夠承載重量達 22 噸的負載。這台離心機是位於浙江省杭州市的離心超重力及跨學科實驗設施(CHIEF)的一部分。該設施一旦完成,將成為全球最先進的超重力研究中心之一。
CHIEF 由浙江大學開發,旨在支持多個領域的研究,包括深海和深地資源開採、地震與海嘯研究、地下廢物儲存以及先進材料設計。該項目包括三台離心機、18 個在航行設備和六個實驗艙,並且目前還在建設中有兩台離心機。新的機器預計將能夠處理更高的容量。
超重力是指超過地球上經歷的重力的力量。作為比較,過山車會短暫將乘客推到約 2G,宇航員在發射時可經歷高達 5G 的重力。然而,CHIEF 設計為能夠維持高達 1,500G 的加速度,遠超過人體所能承受的範圍。浙江大學的首席科學家陳雲敏表示:「在超重力場中,研究人員可以在合理的時間內,在桌面模型中模擬現實世界的水文地質災害、地質演化和極端環境。」
在這些極端條件下,離心機就像時間和規模的壓縮器。例如,在 100G 的條件下,一個 3 英尺的模型代表實際中的 328 英尺結構。一個通常需要 100 年才能擴散的污染物羽流,可以在僅 3.65 天內被模擬出來。這種能力使科學家能夠研究在人體時間尺度內無法觀察的地質和工程過程。
CHIEF1300 位於一個面積 2,476 平方英尺的地下室內。其核心是一個 21 英尺長的旋轉臂,以高速旋轉產生巨大的離心力。旋轉臂轉動得越快,產生的離心加速度就越強。該設施的首席工程師凌道生解釋道:「CHIEF1300 被放置在地下,並配置了真空和壁冷卻系統,以減輕空氣阻力和機器加熱的負面影響。」這些設計特徵幫助離心機在處理極端條件時安全穩定地運行。地下環境也減少了可能影響實驗的噪音和振動。
在 CHIEF 的初步測試中已經得到了寶貴的研究成果。在一次實驗中,科學家模擬了一次強烈的地震,以測試水電大壩基礎的抗震安全。在另一項測試中,他們研究了 13 英尺高的波浪和 66 英尺海嘯對海床的影響,幫助指導了海上風電場的布局。研究人員還重現了 6,561 英尺(2,000 米)深度的水壓,以檢查甲烷水合物的開採。這項工作對於評估深海能源勘探的安全性和穩定性至關重要。此外,他們利用超重力條件製造出缺陷更少且強度更高的金屬合金,為航空航天和工程領域的先進材料開辟了新機會。
陳雲敏強調 CHIEF 將不僅僅服務於中國,還將為全球研究社群提供支持。他表示:「該設施將作為一個開放的共享前沿科學中心運行,我期待與全球頂尖研究團隊合作,加速發現並激發創新。」這一願景不僅展示了對未來科學研究的承諾,也強調了國際合作的重要性。隨著 CHIEF 的發展,全球科學界將能夠更深入地探索自然界的奧秘,並推動科技進步。




