中國散裂中子源園區(qū)鳥瞰圖，中科院高能物理所供圖。
中國散裂中子源環(huán)大廳鳥瞰圖，中科院高能物理所供圖。
中國散裂中子源靶心全貌，中科院高能物理所供圖。
中國科學(xué)院院士、國家大科學(xué)工程中國散裂中子源(CSNS)工程總指揮陳和生9月1日在廣東東莞宣布，四天前即8月28日，中國散裂中子源首次打靶成功，獲得中子束流——這是該工程建設(shè)的重大里程碑，標(biāo)志著中國散裂中子源主體工程順利完工，進(jìn)入試運(yùn)行階段。
中國散裂中子源是國家“十一五”期間立項(xiàng)、“十二五”期間重點(diǎn)建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，由中國科學(xué)院和廣東省共同建設(shè)，法人單位為中國科學(xué)院高能物理研究所，共建單位為中國科學(xué)院物理研究所。該工程于2011年10月奠基，預(yù)計總投資為23億元人民幣，其中國家批復(fù)投資18.8億元。
在中國科學(xué)院9月1日舉行的集體采訪會上，陳和生向包括中國青年報·中青在線記者在內(nèi)的來訪媒體展示了一張照片，照片上的時間定格在2017年8月28日上午，這是中國散裂中子源首次打靶成功后，工程經(jīng)理部成員和相關(guān)系統(tǒng)人員的集體合影。陳和生說，首次獲得中子束流的目標(biāo)原定于今年秋天，如今提前實(shí)現(xiàn)，且調(diào)試進(jìn)度大大超過國際上其他散裂中子源調(diào)試過程，這樣歷史性的一刻值得共同見證。
他清晰地記得，8月28日上午10時，在中國散裂中子源靶站譜儀控制室，科研人員緊張待命，作質(zhì)子束流打靶前的最后準(zhǔn)備。在他發(fā)出指令后，從加速器引出的質(zhì)子束流首次打向金屬鎢靶。10時56分許，科研人員在靶站6號和20號中子束線，分別測量到從兩個不同慢化器輸出的中子能譜，這意味著，散裂中子源順利獲得中子束流。
所謂散裂中子源，通俗的說就是一個用中子來了解微觀世界的工具，也因此被形象地稱作“超級顯微鏡”。當(dāng)然，中國散裂中子源并非國內(nèi)唯一能產(chǎn)生中子的裝置，我國還有兩個反應(yīng)堆中子源裝置——中國先進(jìn)研究堆和中國綿陽研究堆，它們可以提供連續(xù)中子束。所不同的是，中國散裂中子源是我國唯一能通過加速器打靶產(chǎn)生中子的裝置。
目前，全球正在運(yùn)行的脈沖式散裂中子源主要有英國散裂中子源、美國散裂中子源和日本散裂中子源。建成后的中國散裂中子源，將成為世界第四臺脈沖式散裂中子源。
按照陳和生的說法，這樣一個大科學(xué)工程，不僅可以在材料科學(xué)、生命科學(xué)、物理等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域提供“有力支撐”，還有“接地氣”的一面，相關(guān)領(lǐng)域可借此平臺攻克國家可持續(xù)性發(fā)展和國家安全戰(zhàn)略需求的一些瓶頸問題。
他舉了一個例子：1998年6月，德國一輛城際快車意外出軌，事故元兇竟然是老化的車輪。車輪在英國散裂中子源上檢測，發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)部裂痕。
陳和生說，事實(shí)上，無論是高鐵的輪軌，還是飛機(jī)的渦輪、機(jī)翼里面都有應(yīng)力，它決定了高鐵和飛機(jī)使用壽命和安全性。但是，這個應(yīng)力看不到、摸不著，對它的研究成了避免類似災(zāi)難發(fā)生的關(guān)鍵。如今，科學(xué)家已經(jīng)可以在散裂中子源上，測量研究輪軌和機(jī)翼的剩余應(yīng)力，優(yōu)化機(jī)械加工工藝，使高鐵和飛機(jī)變得更安全舒適。
他還記得，2001年2月，我國科學(xué)家第一次在香山會議上提出建設(shè)該工程的設(shè)想。從2006年起，中國科學(xué)院支持了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)研，攻克了諸多技術(shù)難題。加速器、靶站和譜儀工藝設(shè)備的批量生產(chǎn)在全國近百家合作單位完成，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到96%以上。
按照工程規(guī)劃，整個裝置建在13米到18米的地下，其主要建設(shè)內(nèi)容包括1臺8千萬電子伏特的負(fù)氫離子直線加速器、1臺16億電子伏特的快循環(huán)質(zhì)子同步加速器、2條束流運(yùn)輸線、1個靶站、首批建設(shè)的3臺譜儀及相應(yīng)的配套設(shè)施和土建工程。
當(dāng)天，陳和生還透露，預(yù)計2018年春，中國散裂中子源將按計劃全部完工，正式對國內(nèi)外用戶開放。未來，散裂中子源還將向國家申請二期工程建設(shè)，屆時將新建譜儀，并將功率從100千瓦升級到500千瓦。
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