國之重器！中國散裂中子源完工登場

國之重器!中國的“超級顯微鏡”完工登場

中國散裂中子源靶心全貌

25日下午，中國散裂中子源工藝鑒定和驗收新聞發布會在東莞召開。據悉，建在廣東東莞的我國“十一五”國家重大科技基礎設施——中國散裂中子源已按期、高質量完成了全部工程建設任務，并于當天通過了中國科學院組織的工藝鑒定和驗收。

建成后的中國散裂中子源成為中國首臺、世界第四臺脈沖型散裂中子源，填補了國內脈沖中子應用領域的空白，為我國材料科學技術、生命科學、資源環境、新能源等方面的基礎研究和高新技術開發提供強有力的研究手段，對滿足國家重大戰略需求、解決前沿科學問題具有重要意義，并為粵港澳大灣區科技發展和產業升級作出重大貢獻。

中國散裂中子源于2011年9月開工建設，工期6.5年，總投資約23億元。主要建設內容包括一臺直線加速器、一臺快循環同步加速器、一個靶站，以及一期三臺供中子散射實驗用的中子譜儀，是各種高、精、尖設備組成的整體。

中國散裂中子源到底是一臺什么樣的科學裝置呢?中國科學院將該裝置比喻成“超級顯微鏡”，是研究物質微觀結構的“國之重器”。“世界上的物質都是由分子和原子構成，而中子和質子又構成了原子核。當一束中子入射到樣品上時產生散射，通過測量散射的中子能量和動量的變化，可以研究各種物質的微觀結構和運動規律，這種研究手段就叫中子散射技術。做一個較為形象的比喻，假設面前有一張看不見的網，我們不斷地扔出很多玻璃彈珠，彈珠有的穿網而過，有的則打在網上，彈向不同的角度。把這些彈珠的運動軌跡記錄下來，就能大致推測出網的形狀;如果彈珠發得夠多、夠密、夠強，就能把這張網精確地描繪出來，甚至推斷其材質。”

這個頂尖的科學裝置又能給老百姓的生活帶去哪些改變呢?中國科學院院士、中國散裂中子源工程總指揮陳和生舉例說，1998年的德國高鐵意外出軌，后經調查發現，事故的元兇是車輪老化和材料疲勞產生的裂紋。事實上無論是高鐵的輪軌，還是飛機的渦輪、機翼里面都有應力，它決定了高鐵和飛機使用壽命和安全性，但是這個應力看不到、摸不著，如何把它研究清楚，成了從根本上避免類似災難再次發生的關鍵。德國高鐵的車輪后來被送到英國散裂中子源用中子散射研究，找到了金屬疲勞的規律，制定了保證車輪安全的技術措施。

調試速度快于國外散裂中子源

經工藝鑒定驗收專家委員會評價稱，中國散裂中子源性能全部達到或優于國家發改委批復的驗收指標。裝置整體設計科學合理，研制設備質量精良，調試速度快于國外的散裂中子源，靶站最高中子效率達到國際先進水平。

據了解，中國散裂中子源通過自主創新和集成創新，在加速器、靶站、譜儀方面取得了一系列重大技術成果。設備國產化率超過90%，顯著提升了我國在磁鐵、電源、探測器及電子學等領域相關產業技術水平和自主創新能力，使我國在強流質子加速器和中子散射領域實現了重大跨越，技術和綜合性能進入國際同類裝置先進行列。例如：國內首次研制成功25Hz交流諧振勵磁的大型二極和四極磁鐵及電源，交流磁場精度達到同類裝置國際領先水平;自主研制成功液氫慢化器，通過靶-慢化器-反射體緊湊耦合的物理和工程設計，保證靶站高中子效率等等。

中國散裂中子源建成后，將充分發揮一期三臺譜儀在材料科學、生命科學、凝聚態物理和化學等領域的作用，為廣大用戶提供國際先進的研究平臺。同時，為了充分發揮裝置作用，滿足中子散射研究和應用用戶迫切需求，專家委員會建議：中國散裂中子源應盡快達到設計指標，實現穩定運行。在裝置通過驗收后盡快啟動二期工程立項，開始后續譜儀建設，進一步提升束流功率。

陳和生告訴羊城晚報記者，按照國際慣例，中國散裂中子源會免費向國內外的用戶開放，只對一些涉及商業秘密研究、不能發表研究結果的企業收取少量費用。此前，中科院就已經建立了一整套公平、公正的科學研究設備開放制度，由專家學者組成一個用戶申請委員會，去決定向哪些用戶開放，實驗時間有多長。此外，國家對于這些科技裝置的開放使用也有明確的規定，促使這些大裝置為我國的科技創新發揮巨大作用。

“中國散裂中子源工程順利通過工藝測試，這也標志著東莞搶占前沿科技產業制高點進入了一個新階段。”東莞市委常委、副市長張冠梓表示，當前東莞正在深入貫徹省第十二次黨代會的要求部署，制定實施打造創新驅動升級版的行動計劃，提出以建設廣深科技創新走廊為主線，以散裂中子源等重大科技平臺為支撐，規劃建設53.3平方公里的中子科學城，推動東莞從科技支撐產業向科技引領產業轉變、從分散式創新向協同式全域創新轉變、從服務自身發展為主向支撐國家重大戰略需求轉變，力爭用三年時間，將東莞打造成為粵港澳大灣區創新高地和具有全國影響力的科技產業名城，邁入國家創新型城市行列。