当人类完全完全控制核聚变的大关之后，世界会怎样？一级宇宙文明
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18-08-2321:13
当人类完全完全控制核聚变的大关之后，世界会怎样？一级宇宙文明！就像如今我们用电一样方便简单，基本上讲我们如今已经完全掌控了电力能源，各种电力设备走进了我们的生活！
如果人类能像控制利用电力能源那样控制利用核能，会给我们的生活带来质的变革，极大地提升我们的生活水平，甚至彻底让人类迈进星际文明行列，真实迈进卡尔达肖夫对宇宙文明分类中的“一级宇宙文明”！
一个简单的例子说明一切。想象一下，你有一个核能源电池，电量可以达到如今我们普通电池的数万倍（甚至更多），可以轻松地把它装进口袋里……
所以说，一旦人类能够完全掌控核聚变，将会带来人类文明的彻底变革。科学家们曾做出推测，核动力推动的飞船速度可以达到光速的10%，
也就是每秒3万公里，这样的速度虽然遨游宇宙空间还不太现实，但实现遨游太阳系已经足够，解释火星，木星和土星的卫星都会成为人类探索的对象！
不过，科学家们也提到，在2050年之前，人类很难攻克核聚变能源，虽然如今很多国家已经建立核电站，但这远不意味着我们已经能完全掌控核能！还有很多技术领域的难题需要攻克！

101.2秒！核聚变发电让人类又看到了共产主义的希望国际能源网能源资讯频道 来源：国际能源网 作者：王山 日期：2017-07-12关键词： 能源行业 人造太阳 核聚变技术
最近有一条新闻，引起了能源行业不大不小的震动——中国“人造太阳”再创世界纪录。这一新闻的主要内容是，“我国的超导托卡马克实验装置EAST(东方超环)在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式”，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。
而且新闻里提到：如果人类掌握了可控的核聚变技术，目前的能源危机就可以化解!
这到底是一个怎样的技术，竟然敢放大话解决人类能源问题呢?
氢弹引来的可控核聚变
核电对于现代社会来说并不陌生，自20世纪50年代问世以来，以其清洁、高效等因素得到世界主要经济体的青睐。但不得不承认的是，核裂变发电因为各种原因，并不能成为人类能源的究极形态，科技界早在氢弹试验时就已经认识到了这一点，并开始着手研究核聚变技术，以便为人类提供永续能源。
在一般的条件下，核聚变是不会发生的。但在太阳中心，1500万度的高温和2000亿个大气压的高压下，氢就可以聚变成氦了。这样的反应已经进行了46亿年，向外发出了巨大的能量。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变，而在地球上不可能存在1500万度的高温和2000亿个大气压的高压，因此要发生聚变，温度就只能更高，达到上亿度。
目前已知的核聚变反应只有氢弹爆炸这一种形式，科学家们希望发明一种装置，可以有效控制“氢弹爆炸”的过程，让能量持续稳定的输出，这就是可控核聚变。

【延伸阅读】我国核聚变装置“东方超环”再创世界新纪录
人民网北京7月4日电（赵竹青）记者从中国科学院获悉，3日晚，国家大科学装置——世界上第一个全超导托卡马克（EAST）东方超环再传捷报：实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录。这标志着EAST成为了世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。
这一里程碑性的重要突破，表明我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面，将继续引领国际前沿，对国际热核聚变试验堆（ITER）和未来中国聚变工程试验堆（CFETR）建设和运行具有重大的科学意义。
ITER计划是当前世界上规模最大的国际科技合作项目，是人类探寻未来高效清洁能源的重要途径。实现稳态长脉冲高约束等离子体运行是未来聚变堆亟待解决的关键科学问题。EAST具有ITER类似的先进技术，未来五年内将是国际上唯一有能力开展超过百秒时间尺度的长脉冲高约束聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台，为ITER预演稳态运行是EAST的重要使命。
基于过去十多年的研究积累，EAST团队通力合作集体攻关，集中解决长时间尺度下的等离子体位形精确控制、高功率射频波加热与电流驱动、高约束性能等离子体稳定性、等离子体与壁相互作用、粒子与热排出、关键分布参数的实时诊断等一系列与稳态运行密切相关的关键技术和物理问题，同时对多尺度物理过程的集成和芯部约束与边界、偏滤器的有效兼容等前沿问题开展了深入的科学研究。
这次实验的突破进一步提升了EAST在国际磁约束聚变实验研究中的重要地位，其科学研究成果将为未来ITER长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持，更为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆（CFETR）的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。

2016-09-01 09:08:43 出处：快科技 作者：小路 编辑：小路 猜你想看：核电站 核聚变 发电厂
现如今，寻找化石能源的替代者已经成为科学家的首要任务之一，而核能则被十分看好。
国外媒体报道称，美国政府的科学家们计划创造一颗“罐子中的恒星”，在地球上复制出太阳和其它恒星通过核聚变产生能量的方式。如果成功的话，人类将会获得取之不尽、用之不竭的能量，再也不需要依赖化石燃料来产生电力了。
美国能源部普林斯顿等离子体实验室（简称PPPL）的物理学家们近日在期刊《核聚变》（Nuclear Fusion）上发表了一篇论文，公布了他们研发新一代核聚变设备的计划。
目前，PPPL实验室和英格兰的卡拉姆都已经拥有了球形核聚变反应堆装置。这些装置将帮助科学家设计出新型核聚变装置，作为商用核聚变发电厂的试点工厂进行发电。
事实上，想要将核聚变能量转化为电能科学家还面临很多物理学挑战。
例如，当超高温等离子体粒子暴露在强大电磁场中时，会出现剧烈的波动，这些装置必须对其加以控制。此外，它们还必须仔细地控制等离子体粒子与四周围墙间的关系，防止等离子体变得密度过大、或者受到了污染，从而阻碍核聚变的进行等等。
不过，科学家表示，核聚变发电设备一旦成功，那么人类将最终拥有取之不尽用之不竭的能源。

纵深
为什么核聚变仍未变成“清洁能源”呢？核聚变发电的原理听上去不难，但实现起来却受到诸多现实因素的制约。主要的瓶颈有三个：燃料释放的能量要超出输入的能量、能量要能够持续输出、输出的能量要能够有效收集利用。
产出远不如输入
核聚变的实验都是耗资巨大的科研项目，基础设施和实验装置已经花了一大笔钱。而每次反应都要输入大量电能。一部分能量被输入燃料，用来引发反应，但更多的能量被仪器消耗了。
比如NIF用192台全世界最大功率的激光脉冲引发核聚变，每次实验大约需要消耗2百万焦耳的电能。但是核聚变的投入产出比是多少？这192个超大型激光器发射的激光脉冲进入金质反应室后，被转化成X射线，照射燃料使其发生内爆，由此实现点火。这个实验的难点，在于激光转化成X射线的过程中有能量损耗，而进入反应室的激光大部分被容器壁所吸收，最后燃料能得到的能量很少。
就以去年11月的NIF实验为例，燃料获得的能量只有12千焦，放出的能量是15千焦，净产出3千焦。也就是说，输入整个实验装置的能量，是产出的近七百倍。这里还没有考虑能量收集和转化过程中的损耗。
持续发电是个问题
核聚变与核裂变不同，核裂变属于链式反应，启动之后会自发持续进行，在核电站里还要用控制棒控制它的反应速度。福岛事故的原因就是链式反应失控产生高温，导致堆芯熔融。而核聚变需要的条件比较苛刻，基本上要太阳那种条件才能让它持续进行。
在实验条件下，首先，一次实验中燃料的量有限，烧完就没了；其次是实验条件的限制。发生反应的等离子体不稳定，比如托卡马克（另一种进行核聚变实验的装置）用环形磁场约束燃料，磁场的扰动有可能破坏等离子体。NIF用激光引发核聚变，激光以脉冲形式发射，每个激光脉冲只有几纳秒。
但换一个角度来看，反应条件苛刻也是核聚变的一个优点。地球上无法制造出恒星那样的环境，一旦设备发生故障，反应就无法持续进行。这样看来，核聚变更加安全。
产出能量暂不能有效收集
那核聚变放出的能量该如何收集利用？核聚变主要以光和热的形式释放能量，因此用汽轮机或者光伏电池发电都是有可能的。但是，核聚变需要在高温或强磁场等条件下进行，反应在瞬间释放大量的能量。能在这样的条件下工作的材料为数不多，还要考虑成本和使用寿命。
最终实现应用的聚变核电站会是什么样子呢？它可能像托卡马克，可能像NIF，也可能是另一些科学家提出的裂变聚变混合模式，也就是用裂变引发聚变。
撰文：核工程专业、翻译达人玛雅蓝

美国麻省理工学院科学家近日声称，他们已经设计出一种可实现商业规模应用的新型核聚变反应堆，并将其命名为“ARC”。研究人员认为，“ARC”核聚变反应堆建成后可提供无穷无尽的能源，这一目标可在十年内得以实现。
据科学家介绍，“ARC”核聚变反应堆是一种托卡马克式系统，即系统形似油炸圈饼。新型核聚变反应堆将能够比以往其它设计方案中更大型反应堆提供更多的能量，比如电影《钢铁侠》中托尼-斯塔克所使用的核反应堆。
“ARC”核聚变反应堆利用氘和氚两种氢原子。科学家首先将氘和氚注入到反应堆的安全壳内，然后为其提高能量使得电子脱离宿主原子，形成等离子体，这一过程会释放巨大的能量。科学家表示，如果这一技术能够得以完善，它将能够提供无穷无尽的能量，从此彻底解决全球能源危机。
托卡马克式反应堆是所有最有前途的核聚变反应堆之一。托卡马克式系统是一种像油炸圈饼样的环形真空室。燃料在其中被加热到1.5亿摄氏度以上，形成炽热等离子体。然后利用超强磁场驱动等离子体离开安全壳内壁。在安全壳的周围有一圈超导线圈，负责产生超强磁场。然而，到目前为止，这种线圈是所有核聚变反应堆设计方案中的一大技术瓶颈。
“ARC”核聚变反应堆与其它的托卡马克式系统稍有不同，因为它采用了一种可商业应用的新型超导体，这种超导体由稀土钡铜氧材料制成。通过这种线圈可以产生更为强大的磁场，能够更好地约束超热等离子体，让反应堆体积更小、造价更低、建造更容易。
“ARC”新型核聚变反应堆可用于核聚变的基础研究，也可以作为核聚变电厂的原型。据研究人员介绍，随着磁场能量的提升，核聚变产生的能量成四次方倍增。这就意味着，磁场能量提高一倍，产生的聚变能量将提高16倍。麻省理工学院研究团队成员布兰顿-索尔博姆解释说，“磁场能量的任何一点点提升，将为你带来巨大的收获。”虽然这种新型超导体并不能将磁场能量提高到两倍。但是，它们的磁场强度足以将核聚变产生的能量提高到标准超导技术的10倍。这种巨大的进步将促进反应堆设计方案的优化和改进。
目前，世界上最强大的聚变反应堆是ITER（国际热核实验反应堆），位于法国，目前正在建造中。该反应堆的建造预算大约为400亿美元。“ARC”核聚变反应堆是一个500兆瓦的反应堆，直径约为“ITER”反应堆的一半。“ARC”的大半径为3.3米，小半径为1.1米。尽管尺寸和磁场强度不同，但“ARC”与“ITER”物理原理完全一致。
根据目前的设计方案，“ARC”核聚变反应堆产生的能量将是维持它运行的所需能量的大约三倍。不过，索尔博姆认为，随着系统的改进，这一倍数将是五到六倍。目前，还没有任何反应堆能够产生如此高的能量。因此，研究团队认为，这将是核聚变技术的一大突破。这样的反应堆，仅仅一台所产生电能就足以满足10万***常使用。研究团队表示，在五年内，将有大小和复杂度近似的装置面世。
托卡马克能源公司首席执行官大卫-金汉姆表示，“核聚变能源将是22世纪地球上最重要的能源之一。”

耗资100多亿欧元，吸引世界顶尖科学家参加，参与各方人口总和超过全球人口的一半……在这个本世纪最为雄心勃勃的能源科技合作项目——国际热核聚变实验堆（ITER）计划中，中国正扮演着重要的角色。
今年秋天，由我国承担的ITER计划任务中的首个导体采购包可望出关，运往目的地。“我们对其质量、性能有信心。”中国国际核聚变能源计划执行中心副主任罗德隆表示，在ITER计划中，中国研制的ITER超导导体、屏蔽包层等部件的性能在参与7方中处于领先地位，部分采购包进展处于前列。
ITER计划最新进展怎样？中国承担项目完成进度如何？我国培养核聚变人才将如何发力？日前，中国国际核聚变能源计划执行中心副主任罗德隆接受科技日报记者专访，解答了相关热点问题。
“中方承担采购包基本涵盖了ITER核心部件，工作进展顺利”
科技日报：听说您刚参加了在法国总部召开的ITER组织理事会管理咨询委员会，能否介绍一下ITER计划项目工程的最新进展。
罗德隆：ITER计划自2007年正式进入装置建造阶段，已实施4年多，预计2019年底实现第一等离子体放电，这是建设阶段的标志性时间节点，大家正朝着这个目标积极努力争取。日本承担了ITER计划中16%的制造任务，地震对日本生产制造能力造成严重破坏。目前，ITER国际组织召集各方专家成立专门工作组，全面评估日本地震对总进度特别是实现第一等离子体放电时间的影响，及弥补措施。如果拖延生产的部件不是在关键路径上，造成的影响就不大。
科技日报：中国在ITER计划承担的项目进展如何？
罗德隆：按照ITER谈判结果，我方承诺承担的12个采购包制造任务（即实物贡献），约占建造阶段我国总贡献的80%。中国在整个计划中进度很好，虽然我国承担的采购包还没出关，但目前检测性能不错，我有信心能按预定时间和目标交货。
科技日报：我国主要承担了哪些项目？参与建造的是ITER的核心部分吗？
罗德隆：虽然ITER装置建造在法国，但每个成员国是在各自国家制造零部件，部件分配方案在谈判时就已经定下来。谈判是个复杂的过程，每个国家都想做核心部件，因为这需要诀窍，如果现在没做过，以后可能也做不出来。
我国承担的12个采购包基本涵盖了ITER核心关键部件，涉及环向场线圈导体、极向场线圈导体、校正场线圈、磁体支撑以及磁体馈线和校正场线圈导体等。当然，这不是说我们把ITER关键部件全做了，而是只做一部分，好比做车轮，会做一个，其余3个也没问题。总体来说，在采购分配方面，我方承担的采购包任务有利于集中人力、物力、财力掌握ITER计划的核心技术，有利于提高我国超导技术、稀有金属材料技术、高温高电压技术等众多领域的研究开发和制造能力。
“我国能够以10%的投入，享受100%的知识产权”

　核聚变被认为是未来人类使用的先进能源之一，在许多科幻作品中都提到了可控的核聚变，如果我们能实现对核聚变过程的精密控制，就可能为全世界提供廉价的能源。可控核聚变与目前的核裂变发电站相比，具有原料储量大、过程及其产物均无污染、不会造成核泄漏等优点。

　　可控核聚变难在哪里？
　　可控核聚变虽好，但却不容易实现。相比于核裂变过程来讲，核聚变最麻烦的是需要瞬间上亿度的高温才能引起核聚变反应，而如此高的温度是用传统加热方法所无法达到的。人类研制氢弹时的解决方法是：用核弹引爆氢弹。同时，上亿度的物质足够烧毁任何与其相接触的东西，又是一大麻烦。

倘若人类掌握可控核聚变，世界将会怎样？好事还是坏事？
探索科学
百家号02-0308:04
文/涛声依旧
倘若人类掌握可控核聚变，世界将会怎样？好事还是坏事？
如何寻找可替代的能源，一直是人类在不断寻求突破的问题，在很早之前，人类所使用的各种能源一直都是来自于地球之上，并且并非取之不尽用之不竭的，也就是说人类不断的使用之后，总有一天这些能源会枯竭，不寻找到一种取之不尽，用之不竭，并且对环境没有危害的能源的话，那么人类文明或许终将走向毁灭。
因为这个命题人类发现了诸如风能，核能等各种清洁能源，而核能是作为清洁能源当中最受期待的一种能源，因为它具有着庞大的能量，但是它庞大能量的背后却隐藏着巨大的风险，虽然如今地铁上有着不少的核电站，核电人员依然无法替代传统能源，因为它具有着不可控的性质。

是学电气的，比较关心能源方面，之前有个发了个帖子跟大家讨论了一下石油，比较BKC。lt.cjdby.net/thread-1287267-1-2.html又想起前一阵子的超级电容火了一下又沉寂了，没准也是个“卫星”，瞎忽悠，不过个人认为这个要比小太阳简单些吧（外行，纯属猜测），80年代那会研究超导火了一阵，现在好多年没听到这方面的消息了（上海磁悬浮的超导是什么超导？），一旦能实现超导输电，中国这么大的电网，能减少不少损耗。如果超级电容电动汽车搞好，用上超导输电节省下来的损耗+增发的电能，能减少不少能源依赖吧。PS:个人始终认为小太阳、超导这类高端新能源技术，以美国的科技实力，美国最有实力搞出来，可是美国好像也没什么进展，不排除美国石油资本利益集团在捣鬼，阻碍研究。欢迎纯技术讨论点评 piginfly高电压大功率直流远程输变电技术 会解决你的烦恼。 直流输电的线损是目前 高压交流输电变的 N分之一。 发表于 2011-12-13 21:51
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凤凰竹头像被屏蔽 发表于 2011-12-13 20:55 | 显示全部楼层常温可控轻核聚变，估计还要好几年还才能看到，简直是遥遥无期啊
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rei_shizuno 发表于 2011-12-13 20:57 超大游击队员 | 显示全部楼层全金里那种？真的可以做出来的话很好用的。
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秃可夫 发表于 2011-12-13 21:18 | 显示全部楼层常温超导现在连理论关都没有过，真正的遥遥无期。反倒是可控核聚变看到了希望，美国现在走激光路线，欧洲走磁约束路线，国内的话，合肥那边跟着欧洲高磁约束，托卡马克装置已经达到国际领先水平，属于第一层次。成都那边在做激光的，激光器在锦阳，传说中的神光系列。
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中国人民志愿军 发表于 2011-12-13 21:19 | 显示全部楼层遥遥无期？？？
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dinggame 发表于 2011-12-13 21:25 | 显示全部楼层可控核聚变 现在理论基本搞差不多了，就是工程上的问题了，基本50年内可以商业化， 常温超导理论还一台糊涂呢， 除非有突破，不然这辈子没戏。
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***xfiles 发表于 2011-12-13 21:25 超大游击队员 | 显示全部楼层貌似叫高温超导吧…刚看了个新闻清华的神马磁体挺牛
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snake001 发表于 2011-12-13 21:32 | 显示全部楼层本帖最后由 snake001 于 2011-12-13 21:36 编辑闻海虎：“从非常规超导研究的整体情况来看，现在超导机理研究也到了一个攻坚阶段。我们现在已经可以深入到电子层次去观测和研究问题，不像几年前我们还停留在宏观信号的层面进行研究，更多的是猜测。” “发现新的、能大规模应用的超导材料的时间不会太长。”“目前超导处于大规模应用的前夜。未来10年是超导产业开始角逐和竞争的关键时期。”
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nanchaoren 发表于 2011-12-13 21:36 | 显示全部楼层无论是常温超导还是高温超导基本就是一团浆糊，基本跟当初爱迪生寻找灯丝材料一个套路，靠懵
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hjjonnet头像被屏蔽 发表于 2011-12-13 21:49 超大游击队员 | 显示全部楼层核聚变在本世纪达成就可以了。常温超导偶认为不大可能找到。。
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hjjonnet头像被屏蔽 发表于 2011-12-13 21:50 超大游击队员 | 显示全部楼层

各位院士，同志们、朋友们！
　　“繁霜尽是心头血，洒向千峰秋叶丹。”两院院士是国家的财富、人民的骄傲、民族的光荣。长期以来，一代又一代科学家怀着深厚的爱国主义情怀，凭借深厚的学术造诣、宽广的科学视角，为祖国和人民作出了彪炳史册的重大贡献。祖国大地上一座座科技创新的丰碑，凝结着广大院士的心血和汗水。我们的很多院士都具有“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的深厚情怀，都是“干惊天动地事，做隐姓埋名人”的民族英雄！
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　　新时代中国特色社会主义的航向已经明确，中华民族伟大复兴的巨轮正在乘风破浪前行，让我们更加紧密地团结起来，坚定信心，攻坚克难，向着建设世界科技强国的伟大目标奋勇前进！

在2014年国际工程科技大会上的主旨演讲(全文)-新华网2014年6月3日 - 女士们,先生们,朋友们: 在这个美好的时节,国际...参与了国际热核聚变实验反应堆 - 百度快照

日前，位于美国加利福尼亚州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们宣布，长达数十年且成本高昂的核聚变能源研究取得了重大进展，聚变产生的能量第一次超过了激发聚变所需的能量。如果能够对核聚变善加利用，人类未来将可获得几乎取之不尽、用之不竭的能源。
据路透社报道，物理学家奥马尔?哈利肯(Omar Hurricane)等研究人员负责进行了此次实验。不过，在聚变技术运用到实际生活中之前，还有许多工作要做。哈利肯说：“从聚变燃料中得到的能量超过了激发聚变所需的能量，这是非常不寻常的发现。”
核聚变能源与化石燃料或者核电厂的原子能裂变不同，它能够提供充足的能源，且不会产生污染、放射性废弃物或者温室气体。但专家也指出，核聚变燃料仍需要许多年时间才能转变为实际生活中可以使用的能源。
聚变能源的生成有两类方式。劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科研团队主要关注的是惯性约束聚变能源，也就是使用激光来压缩燃料芯块，借以触发聚变效应。在本次实验中，科学家们用了192道激光束聚焦在一个直径不到约2毫米的靶丸上。该靶丸内含有包括同位素重氢和超重氢的聚变燃料。燃料被涂抹在靶丸内侧，其固化层的厚度还不及人类的头发。在极高温度下，重氢和超重氢的原子核融合，释放出中子和“阿尔法粒子”，进而获得能量。此次重氢-超重氢的聚爆稳定程度要好于早前的实验，研究人员将激光脉冲的功率比前次提高了一倍。
事实上，为了开发聚变能源以减少对石油和其他化石燃料的依赖，美国与其他国家已经投资了数百亿美元。例如，英国卡勒姆聚变能源中心和美国普林斯顿等离子体物理实验室等关注的是磁约束聚变能源，也就是将等离子体放置在磁性容器中加热，直到原子核融合。
卡勒姆聚变能源中心主管史蒂夫?考利（Steve Cowley）称此次新发现“非常激动人心”。但他也指出，由于衡量不同聚变方式成功的标准不同，美国科学家的结果和他自己的研究之间无法进行对比。他说：“人们需要再等60年时间，才能逐步控制核聚变。在磁性和惯性约束的研究上，我们现在已经很接近。我们必须继续坚持开展研究。

——我们着力推进基础研究和应用基础研究，化学、材料、物理等学科居世界前列，铁基超导材料保持国际最高转变温度，量子反常霍尔效应、多光子纠缠世界领先，中微子振荡、干细胞、利用体细胞克隆猕猴等取得重要原创性突破，悟空、墨子、慧眼、碳卫星等系列科学实验卫星成功发射，500米口径球面射电望远镜、上海光源、全超导托卡马克核聚变装置等重大科研基础设施为我国开展世界级科学研究奠定了重要物质技术基础。