1、信息加密与加密通讯——波利比奥斯操作说明

　　三层科技与生活C厅

　　发送密码：11-35-35-32-15

　　加密过程：

　　Ø   通过波利比奥斯棋盘（图1）分别找到11-35-35-32-15对应的密文字母为A-P-P-L-E；

　　Ø   查找A、P、P、L、E所对应的摩尔斯字母表分别是：

　　• ━ ，• ━ ━ • ，• ━ ━ •，• ━ • • ，• ；

　　Ø   按下 “加密”按钮，操作发报机按键发送对应摩尔斯电码；

　　按下 “练习”按钮，体验发报机按键发送摩尔斯电码；

　　Ø   发送成功后，密文字母出现在显示屏中；

　　解密过程：

　　Ø   收到密文后通过波利比奥斯棋盘找到密文字母A-P-P-L-E对应的明文数字是：11-35-35-32-15；

　　Ø   观察结果是否与数码管中提示数字一致。

　　短按键（0.2秒） ━长按键（0.5秒）

　　小提示：约10S后无人参与系统自动返回

　　2、基站和天线

　　科技与生活B厅

　　基站即公用移动通信基站，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发电台。基站是移动设备接入互联网的接口设备，也是数量最多的移动通信设备。天线是把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换的设备。

　　展项通过实物与多媒体展示基站和天线的结构、功能，了解不同技术时代天线的结构、材料和工程设计的优化，随着移动通信进入5G时代，大规模天线阵列（MIMO）的应用，使基站和天线集成化、智能化程度越来越高。

　　3、移动通信演进

　　科技与生活B厅

　　移动通信从20世纪80年代全面商用以来，经历约每十年一代的技术迭代，影响并改变了人们的生产与生活方式。这件展品通过虚实结合、幻影成像的形式，模拟了我们从1G到5G不同时代下生活的场景，使观众更形象的了解移动通信对人类社会带来的巨大改变，感受移动通信技术的巨大影响力。

　　1G诞生于上世纪八十年代,最经典的应用便是“大哥大”。“大哥大”可以用来打电话，但是不支持发短信、浏览图片和视频等，而且信号容易受到干扰，经常会出现听不见、听不清的问题。2G在技术方面实现本质的变化，从模拟传输进化到数字传输，为手机增加了短信息功能，是通信界发展的一次里程碑。3G具有更快的速率、更大的带宽，移动通信出现了多媒体业务，人们通过手机可以在线听音乐。4G的实现了更快速率的上网，手机支付等互联网应用对生活的影响逐渐加深；5G远远超出个人生活的影响，带来了行业应用场景的全面革命。

　　我国的通信工程经历了40年的空白、起步、跟随、并跑，实现了5G的领跑。

　　1G空白：1978年，贝尔实验室研制成功了全球第一个移动蜂窝电话系统——高级移动电话系统。1987年我国开始建设模拟移动电话网络，使用至2001年底。

　　2G跟随：2G时代主要采用欧洲的全球移动通信系统（GSM）和美国高通公司的（CDMA）两种标准。1993年嘉兴GSM是我国第一条GSM移动通信系统。

　　3G突破：在3G时代，我国的TD-SCDMA技术方案实现了突破，虽然在产业上没有形成规模，但是通过研究TD-SCDMA的过程，摸索出了一条创新链和产业链相互协同的道路，为4G（TD-LTE）和5G的发展奠定了重要基础。

　　4G并跑：2017年1月9日举行的国家科学技术奖励大会上“第四代移动通信系统（TD-LTE）关键技术与应用”项目荣获2016年度国家科学技术进步奖特等奖。这标志着移动通信产业在我国登上了科技创新的高峰。截止2020年第一季度，全球86个国家和地区部署了178张TD-LTE商用网络。我国建成了全球最大的4G网络，带动我国移动支付、电商物流、社交平台、短视频等领域深度发展。

　　5G领跑：2019年6月6日，工业与信息化部发放了基础电信业务经营许可证，批准经营“第五代数字蜂窝移动通信业务”，标志着我国5G商用的正式启动，处于全球5G商用第一梯队。截止2020年2月，我国企业华为、中兴通讯、大唐电信、OPPO、vivo、联想和展讯共计声明9091件5G标准必要专利，声明占比33.3%。

　　以5G为代表的新一代信息通信技术，不仅是单纯的基础性技术，是一个信息大动脉，还是一个聚合性的技术，跟物联网、人工智能、区块链等技术融合，可以支撑实体经济数字化、网络化、智能化的转型升级。

　　4、通信电波大家族

　　科技与生活B厅

　　从1873年，英国物理学家麦克斯韦发表《电磁理论》，系统、全面地阐述电磁学理论开始，到1895年意大利的马可尼、俄国的波波夫等多位发明家利用电磁波实现无线传输，经过一百多年的发展，无线电逐步被人类所认识，并被广泛运用于国防科技、经济发展、社会生活等各个领域，在人类社会的发展中起到了重要的推动作用。

　　频率是应用无线电的关键参数。无线电技术的不断进步，使得人们不断拓展应用无线电的频率。随着无线通信业务的拓展，无线电频率具有了“资源”的性质，通过对无线电频谱资源的科学配置和使用,将会给社会经济发展带来巨大的推动力。

　　“通信电波大家族”这件展品由变化的无线电波示意、标尺示意、不同的通信设备示意图组成。通过观察引导观众了解我们生活中常用的无线通信设备的频率，理解无线电频谱资源的概念。

　　5、卫星设计师

　　四层挑战与未来A/B厅

　　这件展品叫做卫星设计师,我们可以自己来模拟设计卫星,并把它发射到太空中。首先我们要选择想要发射的卫星种类，比如我们选择对地观测卫星，然后我们要将正确的卫星平台拖动到卫星组装平台上。点击下一步，接下来我们要将有效载核拖动到对应的方框中，好这里显示的是它的性能指标，点击确认我们的卫星组装完成。点击下一步，我们就可以选择要发射的轨道了。

　　你可以为你的卫星起一个独特的名字然后点击发射按钮。火箭缓缓升空，将要把你的卫星发射到预定轨道。你可以在大屏幕上找到你刚刚发射的卫星，观察它的运行情况和设计评价。比一比谁的卫星获得的星数最多设计最优。

　　6、信息树

　　三层科技与生活C厅

　　本展品运用了不锈钢的锻造工艺与光导纤维媒体控制技术。不锈钢的树干与光导纤维的枝叶共同展现了当今的信息传播范围之广、速度之快。通过运用光导纤维这种软性材料，与主体钢材形成一种软硬互补、虚实相间的呼应。表达了科技与生态的相互交织、和谐发展，寓意了人与自然、艺术与科学和谐共生的发展理念。

　　7、地下馈赠

　　四层挑战与未来C/D厅

　　展示了不同时代化石能源形成过程以及开采方式，展现化石能源的形成时间长、不可再生。化石燃料也称矿石燃料，包括煤炭、石油和天然气等，是由死去的有机物和植物在地下分解而形成的，是不可再生资源，化石燃料的运用使工业大规模发展。目前，世界能源结构中化石能源依然是主体，石油、煤炭和天然气等占据主导地位，这是一个无法回避的客观现实。

　　煤的形成：在沼泽和森林生长的植物死后，就会腐烂，并被泥沙覆盖起来。经过一段时间，新的植物又开始在上面生长。这些植物死后，又被泥沙覆盖。这样周而复始，经过数百年的时间，就形成很多层的腐化植物层和泥沙层。经过数百万年， 这些腐化植物层屡受地热和细菌分化作用，就成为煤层。

　　石油和天然气的形成过程：海中的浮游生物埋于地下数百万年，受到压力和高温，便会转化成石油和天然气。

　　8、链式核裂变反应

　　四层挑战与未来C/D厅

　　链式核裂变反应：中子撞击原子核引起原子核裂变，裂变的过程释放出能量，同时又产生了新的中子。新产生的中子引起新的原子核裂变，裂变反应连续不断地进行下去，同时不断产生新能量，这个过程就是链式裂变反应。

　　由于每次核裂变可释放出2～3个新的中子，因此，只要条件适当，这些新的中子就可以使其它的原子核发生新的裂变，释放出更多新的中子，从而使核裂变反应持续进行下去，形成链式裂变反应，使原子核内的能量被源源不断地释放出来。

　　展品采用虚实结合的方式，利用虚拟的铀核、真实的小球相互作用完成展示。观众通过转动有机玻璃罩带动内部的屏幕使实体小球在屏幕上自由滚动，当实体小球恰好碰撞到屏幕上的虚拟铀核后，激活屏幕开始播放链式裂变反应的原理视频，让观众了解链式核裂变反应的基本过程，对核裂变反应原理有科学的认识。

　　9、永续动力——核聚变

　　四层挑战与未来C/D厅

　　核聚变（nuclear fusion），又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应。核是指由质量小的原子，主要是指氘，在一定条件下（如超高温和高压）让核外电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（如氦），中子虽然质量比较大，但是由于中子不带电，因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来，大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。这是一种核反应的形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。核聚变是核裂变相反的核反应形式。科学家正在努力研究可控核聚变，核聚变可能成为未来的能量来源。

　　本展品通过模型与动画结合的方式，让观众了解核聚变反应堆的结构、工作原理、优势以及我国在核聚变领域的技术成果。

　　10、华龙一号

　　四层挑战与未来C/D厅

　　华龙一号以“177组燃料组件堆芯”、“多重冗余的安全系统”和“能动与非能动相结合的安全措施”为主要技术特征，采用世界最高安全要求和最新技术标准，满足国际原子能机构的安全要求，满足美国、欧洲三代技术标准，充分利用我国近30年来核电站设计、建设、运营所积累的宝贵经验、技术和人才优势;充分借鉴了包括AP1000、EPR在内的先进核电技术;充分考虑了福岛核事故后国内外的经验反馈，全面落实了核安全监管要求;充分依托业已成熟的我国核电装备制造业体系和能力，采用经验证的成熟技术，实现了集成创新。

　　观众通过观看镶嵌在反应堆内的回路、堆腔注水、交换器、压力容器的LED屏幕，了解每个部件的工作方式和流程，通过操作四个展台上的按钮或者推杆，分别启动相应的工作步骤，了解华龙一号是如何工作的。

　　反应堆上料，包含5个流程（①环吊抓起压力容器顶盖②换料机移动至堆顶③换料机抓取乏燃料④换料机归位⑤环吊将压力容器顶盖归位）

　　反应堆主回路工作，包含3个流程（①一回路运行②堆芯压力容器、交换器、主泵运行③二回路运行）

　　常规岛发电，包含4个流程（①将二回路热量输送发电厂房②三回路海水冷却③汽轮机工作④发电机工作）

　　电能并网，包含3个流程（①变电站工作②高压电塔工作③城市依次点亮）

　　观众佩戴VR眼镜观看华龙一号是如何应对飞机撞击和水淹的，通过观看相关视频介绍了解安全系统，体验核事故发生时的场景，了解“华龙一号”的安全机制、如何预防核泄漏和降低事故影响等相关内容。

　　“华龙一号”采用双层安全壳设计，安全壳的用料和结构都是现有核电技术里的最高级别，可以抵御大型飞机的撞击。 “华龙一号”的抗震标准，让它可以抵御17级台风、9度地震的烈度。针对“华龙一号”防御能力的每一个环节，专家们冗余设计，给它配备了世界上最坚固的盾牌。从展厅的墙面上我们可以看到华龙一号的安全壳结构共四层，全部都由钢筋混凝土和其他防辐射材料构成，每一层都有1.3-1.5米，都体现了它的安全性。

　　目前各个国家使用的核电站都是利用核裂变原理，可以有效减少碳排放。但核裂变需要依靠核燃料铀235，其存储量有限且很难获得，且裂变过程会产生核废料。因此，人们还在致力于探索可控核聚变技术，核聚变虽然已经有所应用，但可控核聚变还遇到一些条件上的限制，技术的研发还有很长的路要走。

　　11、光伏板的“进化”

　　四层挑战与未来C/D厅

　　光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。展品展示了不同材质的光伏板（单晶硅太阳能光伏板、多晶硅太阳能光伏板、非晶硅太阳能光伏板）的工作状态及转化效率，通过对比了解三代光伏技术发电效率的进步与提高。

　　撰稿：张文豪 郑力荣

　　排版编辑：张文豪

　　封面图设计：李根

　　策划：翟婧

　　主编：任贺春

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