开建!中国散裂中子源又有大动作

作者: 倪思洁

来源: 中国科学报

发布日期: 2024-04-01 08:13:42

中国散裂中子源二期工程启动,旨在提升加速器性能和建设更多中子谱仪,以提高研究能力和实验精度,为科学前沿探索和产业关键问题解决提供科技支持。

3月30日,国家重大科技基础设施中国散裂中子源二期工程启动。中国散裂中子源位于广东省东莞市,由中国科学院高能物理研究所建设运行,是我国首台异地建设的大科学装置。2018年,中国散裂中子源一期工程建成,成为我国第一台、世界第四台脉冲式散裂中子源装置,现已运行5年多。按计划,二期工程将用5年9个月工期来提升加速器性能并建设11台中子谱仪和实验终端。

建成后,加速器打靶束流功率将从一期的100千瓦设计指标提高到500千瓦,中子谱仪数量将增加至20台,并新增国内首台缪子实验终端和高能质子实验终端。

中国散裂中子源装置研究能力将大幅提升,实验精度和效率将显著提高,能够为探索科学前沿、解决国家重大需求和产业发展中的关键科学问题提供科技利器。中国散裂中子源被誉为探索物质材料微观结构的“超级显微镜”。正如医院里的X光能拍出人体内部结构一样,不带电的中子可以畅通无阻地穿过样品,也可以与样品的原子核碰撞并散射。探明中子轨迹,可以精准了解物质内部的微观结构。

2018年8月23日,中国散裂中子源通过国家验收,并对国内外各领域的用户开放。装置投入运行以来,中国散裂中子源已完成用户实验课题1500余项,含港澳台地区及国外课题100余项,涵盖了能源、物理、材料、工程等多个前沿交叉和高科技研发领域,在航空航天关键部件应力检测、锂离子电池、太阳能电池结构、稀土磁性、新型高温超导、功能薄膜、高强合金、芯片单粒子效应等重点领域取得了一批科技创新成果。

二期工程将在一期工程基础上实现新的跨越。提升能力指的是加速器打靶束流功率将从一期工程的100千瓦设计指标提高到500千瓦。衡量散裂中子源的一个重要指标就是束流功率。功率提高后,中国散裂中子源在同等时间内能产生更多中子,不仅能有效缩短实验时间,还能使实验分辨率更高,能够测量更小的样品、研究更快的动态过程。

中国散裂中子源二期工程将在一期11台谱仪的基础上,再建设9台中子谱仪和两个实验终端,建成后中子谱仪数量将增加至20台,并新增国内首台缪子实验终端和高能质子实验终端。不同的研究对象和目标需要的研究手段不同,这就要求我们建设更多类型的谱仪或实验终端支持各类研究。一期谱仪的覆盖面还是比较广的,随着需求逐渐增加,现有谱仪的覆盖面和技术能力还应该继续提升。

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