5月19日,“大國重器”中國散裂中子源首次免費(fèi)向公眾開放?!半m然看不懂這么高精尖的大科學(xué)裝置,但也一定要來參觀,畢竟全球只有四臺。”不少參觀者如是說。
位于廣東東莞大朗鎮(zhèn)的中國散裂中子源是我國首臺、世界第四臺脈沖型散裂中子源,填補(bǔ)了國內(nèi)脈沖中子應(yīng)用領(lǐng)域的空白,建成后將為我國產(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)發(fā)展和國家安全戰(zhàn)略需求的許多瓶頸問題提供先進(jìn)平臺,成為未來改變珠三角乃至我國在全球創(chuàng)新格局地位的重要平臺。
設(shè)備國產(chǎn)化率超過90%
中國散裂中子源于2011年9月5日正式開工,總投資約23億元,由中國科學(xué)院和廣東省人民政府共同建設(shè),法人單位為中科院高能物理研究所。2017年8月,散裂中子源首次打靶成功并獲得中子束流。2017年11月達(dá)到打靶束流功率的驗(yàn)收指標(biāo)。2018年3月25日,散裂中子源通過工藝鑒定和工藝驗(yàn)收。
中科院高能物理研究所副所長、東莞分部主任陳延偉介紹:“建設(shè)這個大科學(xué)裝置技術(shù)非常復(fù)雜,技術(shù)人員通過自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新,在加速器、靶站、譜儀方面取得了一系列重大技術(shù)成果,設(shè)備國產(chǎn)化率超過90%。而且,鑒定驗(yàn)收組評價其很多性能優(yōu)于國家發(fā)改委批復(fù)的驗(yàn)收指標(biāo),調(diào)試速度快于國外的散裂中子源,靶站最高中子效率達(dá)到國際先進(jìn)水平。”
陳延偉解釋,散裂中子源就像“超級顯微鏡”,是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的理想探針,觀測對象的尺度能達(dá)到分子和原子層級。在材料科學(xué)和技術(shù)、生命科學(xué)、物理學(xué)等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景??扇急⒋判圆牧系难芯?,化學(xué)反應(yīng)催化劑的原位研究等都必須使用散裂中子源。比如“空中巨無霸”空客A380機(jī)翼的鉚接工藝,就是通過散裂中子源上試驗(yàn)不同的鉚接方法,得到最優(yōu)化的工藝。1998年德國高鐵事故,科學(xué)家利用中子散射對車輪進(jìn)行研究,最終找到了解決方案。
首篇實(shí)驗(yàn)成果文章已發(fā)表
中國散裂中子源是各種高精尖設(shè)備組成的復(fù)雜整體,包括一臺直線加速器、一臺快循環(huán)同步加速器、一個靶站,以及一期三臺供科學(xué)家實(shí)驗(yàn)用的中子譜儀。工作原理是將質(zhì)子加速到16億電子伏特,速度相當(dāng)于0.9倍光速,把質(zhì)子束當(dāng)成“子彈”,去轟擊原子系數(shù)很高的重金屬靶,金屬靶的原子核被撞擊產(chǎn)生中子,射向樣品,科學(xué)家通過圍繞樣品的譜儀“收集”被散射的中子,獲得樣品物質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息。
今年4月17日,中國散裂中子源第一篇用戶實(shí)驗(yàn)科學(xué)成果文章在納米能源領(lǐng)域權(quán)威期刊《Nano Energy》發(fā)表,該研究在鋰離子電池正極材料結(jié)構(gòu)特性和形成機(jī)理方面取得重要進(jìn)展。中國散裂中子源通過工藝鑒定和驗(yàn)收后,迅速獲得高水平的物理成果,充分表明中國散裂中子源已經(jīng)成為我國中子散射研究和應(yīng)用最先進(jìn)的平臺,具有十分重要的意義。
“我們共規(guī)劃了20臺中子譜儀,后續(xù)17臺通過國家投資和合作方式建設(shè)。我們還將向國家申請二期工程建設(shè),包括新建譜儀和功率從100千瓦升級到500千瓦,從而大幅提升中子散射譜儀的性能和研究能力?!备吣芩鶘|莞分部中子科學(xué)部主任王芳衛(wèi)說。
集聚高端要素規(guī)劃中子科學(xué)城
據(jù)介紹,中國散裂中子源之所以落地東莞大朗,既是因?yàn)檫@里地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,也是為了優(yōu)化我國大科學(xué)裝置的布局,將中科院雄厚的科研實(shí)力與珠三角地區(qū)強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)實(shí)力相結(jié)合,從而對后者的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級產(chǎn)生推動。
目前,散裂中子源已經(jīng)帶動國內(nèi)特別是大珠三角地區(qū)的中子散射科技和工業(yè)應(yīng)用的迅速發(fā)展。去年8月,中科院高能物理研究所與東陽光集團(tuán)簽署了硼中子俘獲治療項(xiàng)目合作協(xié)議。利用中子射線照射治療腫瘤,不僅能夠有效殺死癌細(xì)胞而不損傷周邊組織,而且安全性高、定位精確、價格相對低廉,有望在未來5年內(nèi)開啟全國治療腫瘤疾病的新時代,標(biāo)志著中國散裂中子源科技成果轉(zhuǎn)化邁出了第一步。
依托散裂中子源,東莞市正規(guī)劃建設(shè)總面積約53.3平方公里的中子科學(xué)城,打造國內(nèi)領(lǐng)先、世界聞名的國家綜合性科技創(chuàng)新中心及面向全國全球的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展新高地。目前,該區(qū)域已集聚了一批高端創(chuàng)新要素,除了中國散裂中子源和華為終端總部,還包括中集智谷等一批科研創(chuàng)新機(jī)構(gòu)和國際化企業(yè)。
?。ㄔd于:《北京日報》2018年05月28日09版,http://bjrb.bjd.com.cn/html/2018-05/28/content_251329.htm )
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