工作人員在操縱機械臂，維護處理熱室內(nèi)的設(shè)備
熱室內(nèi)的機械臂 新華社發(fā)
喜迎十九大
廣州日報訊（全媒體記者陳臣）記者昨日獲悉，8月28日上午10時56分，位于東莞市大朗鎮(zhèn)的國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源（CSNS）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，提前實現(xiàn)了今年秋天首次獲得中子束流的目標，向黨的十九大獻禮。這也標志著CSNS主體工程順利完工，進入試運行階段。預(yù)計2018年春CSNS將按計劃全部完工，正式對國內(nèi)外用戶開放。
據(jù)介紹，建成后的CSNS將成為世界第四臺脈沖式散裂中子源，在材料科學(xué)和技術(shù)、生命科學(xué)、物理、化學(xué)化工、資源環(huán)境、新能源等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，將為我國產(chǎn)生高水平的科研成果提供有力支撐，并為解決國家可持續(xù)性發(fā)展和國家安全戰(zhàn)略需求的許多瓶頸問題提供先進平臺。
接下來，廣東省和東莞市還將進一步加大對散裂中子源建設(shè)與發(fā)展的支持，計劃建設(shè)用戶譜儀和用戶實驗室，完善樣品環(huán)境，最大程度發(fā)揮這臺大科學(xué)裝置的作用。目前，珠三角地區(qū)的大學(xué)和研究機構(gòu)已經(jīng)在籌備建設(shè)若干條用戶譜儀。未來，散裂中子源還將向國家申請二期工程建設(shè)，包括新建譜儀和功率升級到500千瓦。
對科研機構(gòu)、企業(yè)高度開放
記者了解到，CSNS建成后，將促進珠三角基礎(chǔ)研究能力的提升，增強其科技創(chuàng)新能力，同時將帶動珠三角地區(qū)的科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、教育等協(xié)同功能的發(fā)揮，推動珠三角大科學(xué)中心、國家實驗室、粵港澳大灣區(qū)科技核心的形成。
同時，CSNS還將促進珠三角產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，拉動經(jīng)濟發(fā)展，形成以大科學(xué)工程為核心的區(qū)域創(chuàng)新、經(jīng)濟增長極。比如，項目建成后，規(guī)劃的20臺中子譜儀將分別用于機械制造、材料科學(xué)、電子信息、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域，珠三角地區(qū)的高端裝備制造業(yè)、生物醫(yī)藥、新能源等戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)將可以利用中子散射技術(shù)來突破和掌握其相關(guān)領(lǐng)域核心技術(shù)的需求，為實現(xiàn)自主創(chuàng)新能力的提升提供關(guān)鍵支撐，促進制造業(yè)升級和改造，深度契合工業(yè)4.0戰(zhàn)略升級。
據(jù)陳和生院士介紹，散裂中子源本身是一個大型平臺，大學(xué)研究機構(gòu)、企業(yè)都可以來應(yīng)用，是高度開放的?！澳壳?，國內(nèi)的大科學(xué)裝置，企業(yè)來應(yīng)用來做實驗的數(shù)量比較少，與發(fā)達國家還存在一定差距。但我們也在積極推動?！?/p>
陳和生透露，目前散裂中子源與深圳的一家做新型電池、新型能源材料的公司已有合作，雙方將共同推動鋰電池的發(fā)展。同時，也有直接從事高技術(shù)轉(zhuǎn)化的案例，如硼中子俘獲治療（癌癥）?！暗傮w上來講，我們認為，我們還是一個平臺，我們是高度開放的，并不是我們?yōu)橹鱽碜鲛D(zhuǎn)化，而是請大家都來。希望技術(shù)的企業(yè)能夠到這里來，利用我們的平臺解決他們的技術(shù)難題或發(fā)展瓶頸問題。”
散裂中子源被譽為“超級顯微鏡”
1932年，查德威克發(fā)現(xiàn)了中子。中子的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用是20世紀最重要的科技成就之一。
當中子入射到樣品上時，與它的原子核或磁矩發(fā)生相互作用，產(chǎn)生散射。通過測量散射的中子能量和動量的變化，可以研究在原子、分子尺度上各種物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律，告訴人們原子和分子的位置及其運動狀態(tài)。這種研究手段就叫中子散射技術(shù)。做一個較為形象的比喻，假設(shè)面前有一張看不見的網(wǎng)，我們不斷地扔出很多玻璃彈珠，彈珠有的穿網(wǎng)而過，有的則打在網(wǎng)上，彈向不同的角度。如果把這些彈珠的運動軌跡記錄下來，就能大致推測出網(wǎng)的形狀；如果彈珠發(fā)得夠多、夠密、夠強，就能把這張網(wǎng)精確地描繪出來，甚至推斷其材質(zhì)。
由于中子不帶電、具有磁矩、穿透性強，能分辨輕元素、同位素和近鄰元素，具有非破壞性，這些特性使得中子散射成為研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和動力學(xué)性質(zhì)的理想探針之一，是多學(xué)科研究中探測物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和原子運動的強有力手段。
散裂中子源也常被比喻為 “超級顯微鏡”，它產(chǎn)生強脈沖中子，通過測量中子束流在樣品的散射反應(yīng)過程，探測樣品原子核的位置和運動狀況，為材料科學(xué)技術(shù)、生命科學(xué)、物理、化學(xué)化工、資源環(huán)境、新能源等諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進的研究平臺。
應(yīng)用：選擇性破壞癌細胞
硼中子俘獲治療是一個應(yīng)用的案例。據(jù)中國科學(xué)院院士、中國散裂中子源工程總指揮陳和生介紹，硼中子俘獲治療（BNCT），是位于東莞市長安鎮(zhèn)的一家醫(yī)藥集團與散裂中子源合作的項目。
它的原理是，事先注射易被癌細胞吸收而對人體無毒無害的硼化合物，當硼化合物聚集到癌細胞中時，利用中子束進行照射。中子在穿透癌細胞的過程中與癌細胞發(fā)生核反應(yīng)，只對癌細胞進行選擇性破壞而不傷及正常細胞。據(jù)了解，目前該療法正在推行臨床研究試驗。
此外，通過中子測量可優(yōu)化機翼加工工藝。無論是高鐵的輪軌，還是飛機的渦輪、機翼里面都有應(yīng)力，它決定了高鐵和飛機的使用壽命和安全性。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?，F(xiàn)在科學(xué)家已可在散裂中子源上測量研究輪軌和機翼的剩余應(yīng)力，優(yōu)化機械加工工藝，使高鐵和飛機變得更安全舒適。
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