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　　三、總體部署
　　未來20年，瞄準科技前沿研究和國家重大戰(zhàn)略需求，根據(jù)重大科技基礎設施發(fā)展的國際趨勢和國內(nèi)基礎，以能源、生命、地球系統(tǒng)與環(huán)境、材料、粒子物理和核物理、空間和天文、工程技術等7個科學領域為重點，從預研、新建、推進和提升四個層面逐步完善重大科技基礎設施體系。在可能發(fā)生革命性突破的方向，前瞻開展一批發(fā)展前景較好的探索預研工作，夯實設施建設的技術基礎；在2016—2030年期間適時啟動建設一批科研意義重大、條件基本成熟的設施，強化未來科技持續(xù)發(fā)展的能力；在我國具有一定基礎和優(yōu)勢的領域，在“十二五”期間建設一批科研急需、條件成熟的設施，強化科技持續(xù)發(fā)展的支撐能力；對已經(jīng)啟動但尚未完成建設任務的在建設施，加大工程管理和技術攻關力度，力爭早日建成投入使用；對已經(jīng)投入運行但仍有較大發(fā)展?jié)摿Φ脑O施，進一步完善提升技術指標和綜合性能，最大程度發(fā)揮其科學效益。
　　（一）能源科學領域。
　　以解決人類社會可持續(xù)利用能源的科學問題為目標，面向我國中長期核能源開發(fā)與安全運行、化石能源高效潔凈利用與轉(zhuǎn)化、可再生能源規(guī)模化利用等方向，以核能和高效化石能源研究設施建設為重點，注重新能源、新材料、網(wǎng)絡技術相結(jié)合，逐步完善相關領域重大科技基礎設施布局，為能源科學的新突破和節(jié)能減排技術變革提供支撐。
　　核能源方面。完善提升全超導托卡馬克核聚變實驗裝置的性能，積極參與國際熱核聚變實驗堆計劃，保持我國在磁約束核聚變研究領域的先進地位；建設長壽命高放核廢料嬗變安全處置實驗裝置，攻克核裂變能安全潔凈發(fā)展的技術瓶頸；適時啟動高效安全聚變堆研究設施建設，加快聚變能走向?qū)嶋H應用進程。
　　化石能源方面。建設高效低碳燃氣輪機試驗裝置，支撐相關領域重大基礎理論研究，解決煤炭清潔利用和高效轉(zhuǎn)換關鍵科技問題；探索預研二氧化碳捕獲、利用和封存研究設施建設，為應對全球氣候變化提供技術支撐。
　　可再生能源方面。針對風能、太陽能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等能量密度低、隨機波動等問題，探索預研能量捕獲、儲能、轉(zhuǎn)換、并網(wǎng)研究設施建設，促進可再生能源規(guī)?；咝Ю?。
　?。ǘ┥茖W領域。
　　以探索生命奧秘和解決人類健康、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大科技問題為目標，面向綜合解析復雜生命系統(tǒng)運動規(guī)律、生物學和醫(yī)學基礎研究向臨床應用轉(zhuǎn)化、種質(zhì)資源保護開發(fā)與現(xiàn)代化育種等方向，重點建設以大型裝置為核心、多種儀器設備集成的綜合研究設施，完善規(guī)模數(shù)據(jù)資源為主的公益性服務設施，支撐生命科學向復雜宏觀和微觀兩極發(fā)展并實現(xiàn)有機統(tǒng)一，突破生命健康、普惠醫(yī)療和生物育種中的重大科技瓶頸。
　　現(xiàn)代醫(yī)學方面。建設轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究設施，從分子、細胞、組織、個體等方面系統(tǒng)認識人類疾病發(fā)生、發(fā)展與轉(zhuǎn)歸的規(guī)律，促進生物醫(yī)學基礎研究成果快速轉(zhuǎn)化為臨床診療技術。
　　農(nóng)業(yè)科學方面。建成國家農(nóng)業(yè)生物安全科學中心，支撐農(nóng)業(yè)危險性外來入侵生物、農(nóng)業(yè)毀滅性高致害變異性生物和農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全的創(chuàng)新性理論、方法與防控新技術研究；建設模式動物研究設施，支撐表型及基因型關系、遺傳信息高通量獲取與工程轉(zhuǎn)化、細胞和動物模型開發(fā)與應用等研究；適時啟動農(nóng)作物種質(zhì)表型和基因、動物疫病、農(nóng)業(yè)微生物研究設施建設，支撐我國農(nóng)業(yè)生物技術和產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展及生物多樣性保護。
　　生命科學前沿方面。建成蛋白質(zhì)科學研究設施，支撐高通量、高精度、規(guī)模化的蛋白質(zhì)制取與純化、結(jié)構分析、功能研究；探索預研系統(tǒng)生物學研究設施及合成生物學研究設施建設，滿足從復雜系統(tǒng)角度認識生物體的結(jié)構、行為和控制機理的需要，綜合解析生物系統(tǒng)運動規(guī)律，破解改造和設計生命的科學問題。
　　生命科學研究基礎支撐方面。適時啟動大型成像和精密高效分析研究設施建設，滿足生物學實時、原位研究和多維檢測、分析、合成技術開發(fā)的需求；探索預研生物信息中心建設，為生命科學研究提供科學數(shù)據(jù)、種質(zhì)資源、實驗樣本和材料等基礎支撐。
　?。ㄈ┑厍蛳到y(tǒng)與環(huán)境科學領域。
　　以實現(xiàn)人類與自然和諧發(fā)展為目標，面向地球結(jié)構演化與變化過程、地殼物質(zhì)組成和精細結(jié)構、地球系統(tǒng)各圈層間復雜作用及其耦合過程、太陽及其活動控制下各圈層的響應與耦合、人類活動影響環(huán)境的過程和機理等方向，重點建設海底觀測、數(shù)值模擬和基準研究設施，逐步形成觀測、探測和模擬相互補充的地球系統(tǒng)與環(huán)境科學研究體系。
　　現(xiàn)場探測與觀測方面。建成海洋科學綜合考察船，滿足綜合海洋環(huán)境觀測、探測以及保真取樣和現(xiàn)場分析需求；建成航空遙感系統(tǒng)，提高我國遙感信息技術與裝備研發(fā)實驗能力，為自然災害和突發(fā)事件提供快速、實時、精確的遙感數(shù)據(jù)；建設海底科學觀測網(wǎng)，為國家海洋安全、資源與能源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測和災害預警預報等研究提供支撐；適時啟動地球系統(tǒng)科學航天航空遙感等技術監(jiān)測、深海探測與調(diào)查、固體地球深部探測與動態(tài)監(jiān)測、陸海地球環(huán)境觀測等研究設施建設，實現(xiàn)多時空尺度全面長期連續(xù)監(jiān)測與數(shù)據(jù)積累，逐步形成對地球系統(tǒng)的立體、動態(tài)監(jiān)測分析能力。
　　基準系統(tǒng)建設方面。建設精密重力測量研究設施，獲取高分辨率、高精度地球質(zhì)量變化基礎數(shù)據(jù)，支撐固體地球演化、海洋與氣候變化動力學、水資源分布和地質(zhì)災害規(guī)律等研究，滿足國家安全、資源勘探和防災減災的戰(zhàn)略需求。適時啟動包括地基基準、環(huán)境基準、深空基準等方面的基準系統(tǒng)建設。
　　數(shù)值和實驗模擬方面。建設地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置，支撐氣候變化、地球系統(tǒng)及各層圈過程模擬研究，認識地球環(huán)境過程基本規(guī)律，提高預測環(huán)境變化和重大災害的能力。適時啟動環(huán)境污染機理與變化研究模擬實驗裝置建設，支撐空氣污染、流域水污染預測模型開發(fā)和氣候變化模式研究，提高空氣質(zhì)量、流域水污染等預報預警能力。
　　（四）材料科學領域。
　　適應材料科學研究從經(jīng)驗摸索階段到人工設計調(diào)控階段轉(zhuǎn)變的趨勢，面向量子物質(zhì)演生現(xiàn)象、納米尺度量子結(jié)構、極端條件下材料物性與物質(zhì)演變、重要工程材料服役性能等方向，以材料表征與調(diào)控、工程材料實驗等為研究重點，布局和完善相關領域重大科技基礎設施，推動材料科學技術向功能化、復合化、智能化、微型化及與環(huán)境相協(xié)調(diào)方向發(fā)展。
　　材料表征與調(diào)控方面。完善提升已有同步輻射光源，建成軟X射線自由電子激光試驗裝置，建設高能同步輻射光源驗證裝置；探索預研硬X射線自由電子激光裝置建設，適時啟動高性能低能量同步輻射光源建設，滿足以納米空間分辨率、皮秒至飛秒時間分辨率、極高能量動量分辨率對材料多層次結(jié)構分析研究的需求，逐步形成布局合理的國家光源體系。建成散裂中子源和強磁場實驗裝置，建設極低溫、超快、超高壓極端條件研究設施，形成與大型同步輻射光源結(jié)合的格局，滿足研究和發(fā)現(xiàn)新物態(tài)、新現(xiàn)象、新規(guī)律和創(chuàng)造新材料的需求。
　　工程材料實驗方面。建成重大工程材料服役安全研究評價設施，支撐不同尺度及跨尺度的結(jié)構性能研究；探索預研超快光譜界面反應檢測裝置、極端和工業(yè)特殊服役環(huán)境模擬裝置建設，支撐材料服役行為和規(guī)律研究；結(jié)合高能同步輻射光源，適時啟動綜合工程環(huán)境在線裝置建設，支撐真實環(huán)境下工程材料實時、原位研究。
　?。ㄎ澹┝Ｗ游锢砗秃宋锢砜茖W領域。
　　以揭示物質(zhì)最小單元及其相互作用規(guī)律為目標，面向超越標準模型新粒子和新物理探索、暗物質(zhì)和暗能量探測、中低能核物理與核天體物理研究等方向，建設相關大型研究設施，提高微觀世界探索能力和自然界基本規(guī)律認知水平。
　　粒子物理方面。建設高能宇宙線研究設施，探索高能空間粒子起源和相關新物理前沿；適時啟動用于中微子和其他高能粒子物理研究的非加速器實驗設施建設，探索預研新型加速器實驗設施建設。
　　核物理方面。建設高性能重離子束研究裝置，使我國核物理基礎研究在原子核層次上的整體水平進入國際先進行列；探索預研強流放射性束實驗設施建設。
　?。┛臻g和天文科學領域。
　　以揭示宇宙奧秘和解釋物質(zhì)運動規(guī)律為目標，面向宇宙天體起源及演化、太陽活動及對地球的影響、空間環(huán)境與物質(zhì)作用等方向，按宇宙、星系、太陽系等不同空間尺度布局設施建設，提升我國天文觀測研究能力、空間天氣和災害應對能力以及空間科學實驗基礎能力。
　　宇宙和天體物理方面。建成大口徑射電望遠鏡，為宇宙大尺度結(jié)構及物理規(guī)律研究提供支撐；建設中國南極天文臺，支撐暗物質(zhì)、暗能量、宇宙起源、天體起源等前沿研究；探索預研先進多波段天文觀測設施建設，逐步形成比較完善的天文觀測及數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)。
　　太陽及日地空間觀測方面。建成空間環(huán)境地基監(jiān)測網(wǎng)，揭示近地空間環(huán)境的時間和空間變化規(guī)律，并逐步形成覆蓋更多重要區(qū)域的空間環(huán)境監(jiān)測、預警能力；適時啟動大型太陽觀測研究設施建設，支撐太陽、行星際、磁層、電離層和中高層大氣變化過程和規(guī)律研究，深化太陽變化及其對地球和人類影響的認識。
　　空間環(huán)境物質(zhì)研究方面。建設空間環(huán)境與物質(zhì)作用模擬裝置，支撐近地空間環(huán)境與材料、元器件、結(jié)構、系統(tǒng)及生物體作用規(guī)律研究；探索預研空間微重力科學實驗設施、南極氣球站和引力波研究設施的建設，揭示空間微重力環(huán)境物質(zhì)運動規(guī)律，提升我國深空探測、空間基礎物理、空間利用等方面的研究能力。
　　（七）工程技術科學領域。
　　瞄準未來信息技術發(fā)展的基礎和前沿、巖土地質(zhì)體的動力特性及地質(zhì)災害過程等工程技術中的重大科技問題，以產(chǎn)生變革性技術為主要目標，以信息技術、巖土工程和空氣動力學為研究重點，探索和逐步推進相關設施建設，為保障國家重點任務的實施、引領未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎支撐。
　　信息技術方面。建設未來網(wǎng)絡研究設施，解決未來網(wǎng)絡和信息系統(tǒng)發(fā)展的科學技術問題，為未來網(wǎng)絡技術發(fā)展提供試驗驗證支撐；適時啟動新一代授時系統(tǒng)建設，支撐超精密時間頻率技術開發(fā)，逐步形成高精度衛(wèi)星授時系統(tǒng)和高精度地基授時系統(tǒng)共同發(fā)展的格局。
　　巖土工程方面。適時啟動超重力模擬研究設施建設，揭示復雜巖土地質(zhì)體的動力特性；探索預研大型地震模擬研究設施建設，開展地震動輸入和工程地震災害模擬研究；探索預研深部巖土工程研究設施建設，揭示深部巖體的力學特征。
　　空氣動力學方面。建成多功能結(jié)冰風洞，支撐不同冰型和冰積累過程對飛行器空氣動力特性的影響等研究；建設大型低速風洞，支撐氣動噪聲、流動分離與渦旋運動、流動控制、流固耦合、電磁空氣動力學等研究；適時啟動大型跨聲速風洞、低溫高雷諾數(shù)風洞、先進航空發(fā)動機研究設施建設，為我國航空航天、高速鐵路建設等提供必要的研究試驗手段。

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