加速!中国散裂中子源

作者: 龙跃梅

来源: 科技日报

发布日期: 2023-12-08

中国散裂中子源为洞察微观世界、探究物质材料微观结构提供了新的“超级显微镜”,填补了我国百兆电子伏以上中高能非弹性中子散射的空白。自2018年投入运行以来,已累计完成10轮开放运行,拥有约5000多个注册用户,在多个领域创造出一批源头创新硕果。二期工程建设即将启动,将进一步提高实验精度和速度,满足更多用户需求。

蓝天一碧如洗,云朵舒展飘过。汽车在广东东莞松山湖科学城穿行,转过一个弯后,眼前豁然开朗,远处山坡上,“中国散裂中子源”7个遒劲有力的大字在阳光下熠熠生辉。11月12日,科技日报记者走进中国散裂中子源的谱仪大厅时,这里正忙着一件大事——由中国科学院高能物理研究所与中山大学共建的高能非弹性中子散射谱仪揭牌。

作为中国散裂中子源建设的8台合作谱仪之一,这也是国内首台中高能非弹性中子散射谱仪,填补了我国百兆电子伏以上中高能非弹性中子散射的空白。看着又一个“首台”诞生,在场的人们难掩喜悦。中国散裂中子源,为洞察微观世界、探究物质材料微观结构提供了新的“超级显微镜”,让中国科研人员的笑容更加自信。

曾几何时,只有英国、美国和日本拥有这种看清物质结构的“超级显微镜”——脉冲式散裂中子源。

这意味着,我国科学家如果要对一些领域开展研究,只能向国外申请使用设备。“由于设备有限,我们不仅要排很久的队,而且在诸多方面受制于人。”张俊荣说。中国散裂中子源可为材料科学技术、物理学、化学化工、生命科学、新能源等基础研究和应用研究提供先进的科研平台,对解决国家重大战略需求和前沿科学诸多领域的瓶颈问题有着重要意义。

在中国散裂中子源的加速器区域,只能看到一栋长方形建筑和一栋环形建筑,相关设备都埋藏于隧道内。中国散裂中子源的装置包括直线加速器、快循环同步加速器、靶站以及中子散射谱仪等。加速器建在13米到18米深的地下,其中直线加速器隧道长240米,快循环同步加速器周长228米,相当于半个足球场大小。“装置运行期间,隧道全部封闭,调控也是远程。”张俊荣介绍说。在肉眼看不到的地下,是微观粒子的广阔天地。

谱仪大厅,是中国散裂中子源科研人员以及来自高校、研究院、企业等用户工作的地方。走在大厅内,记者看到这里正进行着多物理谱仪、通用粉末衍射谱仪等多台谱仪实验。在这里做实验,用户通常要先制备样品、安装样品。实验开始之后,中国散裂中子源的科研人员和用户在谱仪的控制室一起讨论数据结果、实验结果等。控制室的布置较为简单,墙上的液晶显示屏上,各种数据一目了然。

2018年投入运行以来,中国散裂中子源已累计完成10轮开放运行,一年开放机时超过5000小时,拥有约5000多个注册用户,总共完成课题1000余项,在航空航天、量子、能源、合金、高分子、信息材料等众多领域发光发亮,创造出一批源头创新硕果。

采访即将结束时,散裂中子源科学中心主任王生告诉记者,二期工程建设即将启动,未来谱仪数量将增加到20台,加速器打靶和靶站功率将从100千瓦提升到500千瓦,大大提高实验精度和速度。届时,中国散裂中子源将测量更小的样品,研究更快的动态过程,满足更多用户的需求!

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