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中国散裂中子源工程主体完工:中国人有了自己

发布时间:2017-12-04 阅读:

  中国散裂中子源项目完成:中国有自己的“超级显微镜” - 新闻 - 科学网

  尽管十多天过去了,中国科学院71岁的陈鹤生院士还记得中国召回零星中子源的兴奋之情。

  他特别注意时间:8月28日上午10点,中国散裂中子源和目标站的研究人员急于待命,准备在质子束射击前作最后的准备。一个命令,从加速器发出的质子束击中钨金属目标。这是第一枪。

  8月28日上午10点56分,研究人员测量了中国散裂中子源站6号和20号中子束线两个不同中子源的中子谱输出,这意味着成功的靶向散裂中子源平滑中子束。是该项目建设的一个重要里程碑,标志着中国散裂中子源项目主体工程的圆满完成。

  陈和生是这个大型科学安装项目的总经理。该项目是“十二五”期间“十一五”期间重点建设的重要科技基础设施,预计总投资23亿元,其中国家批准11.8亿元。曾经被称为中国最大的国家重大科技基础设施。

  陈和生表示,原定于今年秋季完成第一次中子束采集的目标,是为了实现提前获得第一颗中子束的目标,调试进展大大超过世界上其他散裂中子源的调试。值得共同见证的时刻。

  简而言之,所谓的散裂中子源是用中子来理解微观世界的工具。世界上的物质是由分子和原子组成的,而原子核中,原子核则含有中子,事实上中子不带电,对某些原子核敏感,使得它们能够捕捉到物质的微观结构和内部运动,因此它已经成为探索科学家探索各种物质的内部结构。

  因此,散裂中子源被科学家们形象地称为超显微镜。正如X射线可以捕捉人体的医学图像一样,科学家们希望找到一种能够捕捉到材料微观结构的工具,散裂中子源是最好的选择之一。

  陈和生打了一个比较生动的比喻:假设在不断抛出大量玻璃弹珠的人面前有一个无形的网络,有的通过网络弹跳,有的则通过网络打出了不同的视角。如果你记录这些弹珠的轨迹,你可以大致推断出网的形状;如果弹珠足够密集,足够强大,你可以准确地描绘这个网,甚至推断出它的材料。

  当然,材料的微观结构的检测,除了中子探测器,以及使用X射线检测核外电子同步辐射装置。中国正在运行和在建的专用同步辐射装置,还有北京的光源和合肥的光源。

  中国科学院高能物理研究所东莞分院中子科学系副主任梁天骄说,X射线适合于观测重元素,而中子散射适合于观测轻元素,如氢,氧和氮。同步辐射和中子散射可以看到物质的不同方面,以补充彼此的优势。

  目前世界上主要有散射中子源,如英国的散裂中子源,美国的散裂中子源和日本的散裂中子源。完整的中国散裂中子源将成为世界上第四个脉冲中子源。

  陈和生还记得,2001年2月,中国科学家第一次在象山会议上提出了这个项目的建设。 2006年,中子源散裂场址位于东莞大朗。他说,对于这个历史性的时刻,我们期待10年。

  很多人都怀疑,对于这第四套,国家财政投入18.8亿元,值得吗?陈和生说,美国已经投入了14亿美元的散裂中子源。相比之下,中国的投资并不大,当然,之所以比国外储蓄很多,一个重要的原因就是国产设备的使用。

  根据陈鹤生的说法,中国科学院自2006年以来一直支持有关关键技术的前期研究,解决了许多技术难题,加速器,靶标站和光谱仪工艺设备的大批量生产已基本完成全国共有100个合作单位,设备国产化率达到96%以上,如果从国外进口相关设备,这个投资肯定是不够的。

  更重要的是,他认为,这样一个大型的科学项目不仅能够为材料科学,生命科学和物理学这些基础研究领域提供强有力的支持,而且还有一个扎根的氛围,相关领域能够抓住国家的一些瓶颈需要可持续发展和国家安全战略。

  他举了一个例子:1998年6月,德国的一个城际快车意外地出轨了。罪魁祸首原来是一个老化的车轮。检测英国散裂中子源上的车轮,并发现其中的内部裂缝。

  陈和生说,实际上高速铁路的轮轨,飞机的涡轮机在机翼上都有压力,这决定了高铁和飞机的使用寿命和安全性。然而,这种压力不能被看到或感动。它的研究已成为避免类似灾难的关键。科学家们已经能够测量和研究散裂中子源上车轮轨道和机翼上的残余应力,并优化加工过程,使高铁和飞机更安全,更舒适。

  据他介绍,来自散裂中子源的质子和中子也可用于肿瘤的放疗研究。在新型清洁能源可燃冰的开发利用中,散裂中子源高压下的中子衍射技术也可用于研究可燃性气体甲烷水合物的形成机理和稳定条件。研究成果将为可燃冰块的安全高效开发利用提供科学依据。

  根据整个项目计划,散裂中子源装置建在地下13米到18米之间,主要建设包括一个8000万电子伏负氢离子直线加速器,一个16亿电子快速循环质子同步加速器,双光束传输线路,目标站,前三套光谱仪以及相应的配套设施和土建工程。

  不久前,陈和生透露,预计到2018年春,中国的散裂中子源将按计划完成,并向国内外用户正式开放。

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