大科学运行模式从运行模式来看，大科学研究国际合作主要分为三个层次：科学家个人之间的合作、科研机构或大学之间的对等合作（一般有协议书）、政府间的合作（有国家级协议，如国际热核聚变实验研究ITER、欧洲核子研究中心的强子对撞机LHC等）
其中，各国政府组织的大科学研究国际合作占主导地位
其合作方式主要有：人员互访、专题研讨会、代培研究生、学术进修、合作研究、技术转移、设备维护与运行等，其中合作研究与专题研讨受到更多重视
随着基础研究在科学前沿全方位拓展以及在微观和宇观层面的深入发展，许多科学问题的范围、规模、成本和复杂性远远超出一个国家的能力，必须开展双边和多边的科技合作，组织或参与国际大科学研究计划以及耗资巨大的大科学工程成为进入国际科学前沿和提高本国基础研究实力和水平的重要途径
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