新華鮮報(bào) | “超級(jí)顯微鏡”上新！中國(guó)散裂中子源二期工程啟動(dòng)建設(shè)
探索科學(xué)前沿，如何擁有透視物質(zhì)材料微觀結(jié)構(gòu)的超級(jí)“慧眼”？答案就藏在廣東省東莞市松山湖科學(xué)城一片依山而建的建筑群里。
這里是世界第四臺(tái)、我國(guó)第一臺(tái)脈沖型散裂中子源——中國(guó)散裂中子源的所在地。在一期工程運(yùn)行5年多的基礎(chǔ)上，3月30日，中國(guó)散裂中子源二期工程啟動(dòng)建設(shè)，將為解決國(guó)家重大需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵問題提供更加堅(jiān)實(shí)的支撐。
聽起來有點(diǎn)“不明覺厲”？簡(jiǎn)單來說，散裂中子源的原理就是首先想辦法產(chǎn)生大量中子，再把中子作為探針，研究物質(zhì)材料的微觀結(jié)構(gòu)。這樣的一臺(tái)“超級(jí)顯微鏡”，它的作用主要是服務(wù)于各個(gè)領(lǐng)域的前沿研究。
來自中國(guó)科學(xué)院的數(shù)據(jù)顯示，一期工程至今，中國(guó)散裂中子源已完成11輪開放，每年運(yùn)行時(shí)間超過5000小時(shí)，開放時(shí)長(zhǎng)和效率都處于國(guó)際同類裝置的領(lǐng)先水平。目前，注冊(cè)用戶超過6000人，已完成1500多項(xiàng)課題，不少來自國(guó)外。
中國(guó)散裂中子源對(duì)于解決國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和前沿科學(xué)諸多領(lǐng)域的關(guān)鍵問題有著重要意義，目前已在航空航天關(guān)鍵部件、鋰離子電池、稀土磁性、新型高溫超導(dǎo)等重點(diǎn)領(lǐng)域取得了一批科技創(chuàng)新成果。
從航空關(guān)鍵部件的金屬疲勞到高鐵車輪的壽命長(zhǎng)短，從電動(dòng)汽車的電池性能到高溫超導(dǎo)材料的自旋漲落，過去5年，依托散裂中子源，科研人員在能源、物理、材料、工程等多個(gè)前沿交叉領(lǐng)域取得了一系列重要科技創(chuàng)新成果，悄悄地改變了人們的生活。
就連治療癌癥的新手段——硼中子俘獲治療裝置（BNCT），也是散裂中子源在醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)生的重大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目，由散裂中子源建設(shè)過程中積累的技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化而來。該裝置目前已經(jīng)在東莞市人民醫(yī)院部署，今年將開展臨床研究。
“超級(jí)顯微鏡”不斷擴(kuò)容，二期工程有哪些提升值得期待？
據(jù)中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所副所長(zhǎng)、中國(guó)散裂中子源二期工程總指揮王生介紹，二期工程建設(shè)周期預(yù)計(jì)5年9個(gè)月，主要有兩個(gè)重點(diǎn)方向：一方面是建設(shè)11臺(tái)中子譜儀和實(shí)驗(yàn)終端，二期工程建成后中子譜儀總數(shù)將達(dá)到20臺(tái)，新建的中子譜儀將聚焦磁性超導(dǎo)量子材料、生命科學(xué)、催化材料等研究領(lǐng)域，還要新建國(guó)內(nèi)首臺(tái)繆子實(shí)驗(yàn)終端和高能質(zhì)子實(shí)驗(yàn)終端；另一方面是提升裝置的核心性能指標(biāo)——加速器打靶束流功率，設(shè)計(jì)功率將從一期工程的100千瓦提高到500千瓦。
“二期工程建成后，散裂中子源在同等時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)生更多中子，不僅能夠有效縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，還能使實(shí)驗(yàn)分辨率更高，測(cè)量更小的樣品，捕捉更快的運(yùn)動(dòng)過程，中國(guó)散裂中子源的研究能力將基本覆蓋中子散射所有應(yīng)用領(lǐng)域?！蓖跎f。
龐大、精密的科研設(shè)施，離不開我國(guó)雄厚的科研實(shí)力和制造能力。沒有一定水平的工業(yè)技術(shù)，沒有堅(jiān)實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)，很難建設(shè)這樣的大裝置。
目前，中國(guó)散裂中子源二期工程已經(jīng)在關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研方面取得重要進(jìn)展，國(guó)內(nèi)首臺(tái)高功率高梯度磁合金加載腔已正式投入運(yùn)行，P波段大功率速調(diào)管順利通過驗(yàn)收。此外，中子探測(cè)器、中子導(dǎo)管、中子極化器的研制也取得了突破。
從一開始解決“有沒有”的問題，到現(xiàn)在直面“好不好”，一批“大國(guó)重器”正瞄準(zhǔn)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的國(guó)際先進(jìn)水平提升性能，為加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力提供不竭動(dòng)力。
