中國(guó)散裂中子源通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收:探秘微觀世界的“國(guó)之重器”
央視網(wǎng)消息:昨天(23日),我國(guó)“十一五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——中國(guó)散裂中子源通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收,投入正式運(yùn)行,標(biāo)志著我國(guó)成為繼英美日三國(guó)之后,第四個(gè)擁有散裂中子源的國(guó)家。
中國(guó)散裂中子源是由中國(guó)科學(xué)院與廣東省共同建設(shè)的大科學(xué)裝置,它通過(guò)直線加速器和環(huán)形加速器將質(zhì)子束增加至16億電子伏特的能量后引出,撞擊鎢靶產(chǎn)生中子,從而進(jìn)行科學(xué)研究。在2017年8月中國(guó)散裂中子源首次打靶成功并獲得中子束流后,加速器運(yùn)行穩(wěn)定,首期三臺(tái)中子譜儀已順利完成樣品實(shí)驗(yàn)。國(guó)家驗(yàn)收委員會(huì)專(zhuān)家認(rèn)為,中國(guó)散裂中子源性能全部達(dá)到或優(yōu)于批復(fù)的驗(yàn)收指標(biāo),裝置整體設(shè)計(jì)先進(jìn),研制設(shè)備質(zhì)量精良,靶站最高中子效率和三臺(tái)譜儀綜合性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
中國(guó)散裂中子源工程總指揮 中國(guó)科學(xué)院院士 陳和生:最重要的就是這個(gè)中子打靶的功率,比這個(gè)驗(yàn)收指標(biāo)超過(guò)了120%,是2.2倍。所以這一個(gè)是非常重要的一個(gè)標(biāo)志,就說(shuō)明我們完成了工程建設(shè),下面可以正式開(kāi)放。
據(jù)了解,中國(guó)散裂中子源于2011年9月開(kāi)工建設(shè),工期6.5年。中國(guó)散裂中子源裝置內(nèi)容包括一臺(tái)8千萬(wàn)電子伏特負(fù)氫離子直線加速器、一臺(tái)16億電子伏特快循環(huán)同步加速器、一個(gè)靶站,以及三臺(tái)供科學(xué)實(shí)驗(yàn)用的中子散射譜儀。自2018年3月試運(yùn)行以來(lái),裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠,首期三臺(tái)譜儀已完成10個(gè)用戶單位的21個(gè)樣品實(shí)驗(yàn),并取得了首批重要科學(xué)成果。
中國(guó)散裂中子源國(guó)家驗(yàn)收委員會(huì)主任 中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng) 白春禮:中國(guó)散裂中子源這是建成使用,它填補(bǔ)了我們國(guó)家在散裂中子源應(yīng)用領(lǐng)域這塊的空白。它的建成和使用將對(duì)我們國(guó)家的材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)這些基礎(chǔ)研究,提供一個(gè)非常重要的平臺(tái),同時(shí)也會(huì)對(duì)我們國(guó)家相關(guān)的一些高技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域,包括卡脖子的技術(shù)方面能提供一個(gè)非常重要的工具。
探秘微觀世界的“超級(jí)顯微鏡”
作為研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的“國(guó)之重器”,散裂中子源可以說(shuō)是一個(gè)體積龐大的“超級(jí)顯微鏡”。其正式投入運(yùn)行,將為科研人員提供一個(gè)全新的研究平臺(tái)。
與利用X光的同步輻射不同,中子是不帶電荷的一種粒子。當(dāng)中子與物質(zhì)的原子核相互作用時(shí),有些中子會(huì)直接穿過(guò),有些會(huì)像彈珠一樣打在原子核結(jié)構(gòu)上,使飛行方向偏離?蒲腥藛T通過(guò)散裂中子源中的譜儀研究中子的飛行軌跡,就能反推出原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從而進(jìn)行科學(xué)研究。
中國(guó)散裂中子源工程總指揮 中國(guó)科學(xué)院院士 陳和生:比如說(shuō)可燃冰的研究,那么它需要模擬千米深水下的壓力,需要很厚的容器壁,那么這一個(gè)只有散裂中子源的中子能夠穿過(guò),而且中子散射對(duì)碳、氫、氧、氮這些輕的元素敏感,所以它能夠很清楚地分出這個(gè)可燃冰的結(jié)構(gòu)。我們只有搞清楚了可燃冰的性質(zhì),我們才能夠安全有效地使用可燃冰。
作為研究物質(zhì)材料微觀結(jié)構(gòu)的理想探針,散裂中子源將在物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、資源環(huán)境、新能源等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,為廣大用戶提供國(guó)際先進(jìn)的研究平臺(tái),對(duì)滿足國(guó)家重大戰(zhàn)略需求、解決前沿科學(xué)問(wèn)題具有重要意義。
中國(guó)散裂中子源工程總指揮 中國(guó)科學(xué)院院士 陳和生:我們要不斷地提高它的功率,爭(zhēng)取盡快把功率再提升五倍,達(dá)到我們最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)一百千瓦 //這樣我們可以實(shí)驗(yàn)做得更快,可以研究更短暫的過(guò)程,或者研究更小的樣品,這個(gè)對(duì)于我們充分發(fā)揮它的作用是非常重要。