中國突破重大“卡脖子”問題 “超級顯微鏡”來了

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2018-8-26 青野云麓

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8月23日，我國“十一五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——中國散裂中子源通過國家驗收，投入正式運行，并將對國內(nèi)外各領(lǐng)域的用戶開放。這標志著我國成為繼英美日三國之后，第四個擁有散裂中子源的國家。

“超級顯微鏡” 是研究物質(zhì)材料微觀結(jié)構(gòu)的理想探針

中國散裂中子源到底是一個什么樣的科學(xué)裝置？中國散裂中子源工程總指揮、中國科學(xué)院院士陳和生介紹稱，中國散裂中子源就像“超級顯微鏡”，是研究物質(zhì)材料微觀結(jié)構(gòu)的理想探針。例如，我們可以利用散裂中子源來研究大型金屬部件的殘余應(yīng)力，這對提高高鐵關(guān)鍵部件和航空發(fā)動機部件的性能，以及核電站部件的服役性能十分重要。此外，可燃冰、磁性材料的研究，以及化學(xué)反應(yīng)催化劑的原位研究等，都可以使用散裂中子源。

中國散裂中子源于2011年9月開工建設(shè)，工期6.5年，是由中國科學(xué)院與廣東省共同建設(shè)的大科學(xué)裝置。中國散裂中子源裝置內(nèi)容包括一臺8千萬電子伏特負氫離子直線加速器、一臺16億電子伏特快循環(huán)同步加速器、一個靶站，以及三臺供科學(xué)實驗用的中子散射譜儀。

國家發(fā)改委組織的驗收委員會專家認為，中國散裂中子源的各項指標均達到或優(yōu)于批復(fù)的驗收指標。裝置整體設(shè)計先進，研制設(shè)備質(zhì)量精良，靶站最高中子效率和3臺譜儀綜合性能達到國際先進水平。

對解決“卡脖子”問題具重要意義

陳和生透露，自2018年3月試運行以來，項目裝置運行穩(wěn)定可靠，首期三臺譜儀已完成21個樣品實驗，并取得了首批重要科學(xué)成果。這些實驗都是針對國家重點發(fā)展領(lǐng)域，充分發(fā)揮中子散射的特點，具有重要科學(xué)意義和代表性，涵蓋了能源、物理、材料、工程等多個前沿交叉和高科技研發(fā)領(lǐng)域，如鋰離子電池材料、稀土磁性、新型高溫超導(dǎo)、功能薄膜等。

據(jù)悉，中國散裂中子源90%以上的裝置設(shè)備為自主研發(fā)并實現(xiàn)國產(chǎn)化，填補了我國脈沖中子應(yīng)用領(lǐng)域的空白，投入運行后，將為諸多領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和高新技術(shù)開發(fā)提供強有力的研究平臺，對中國探索前沿科學(xué)問題、攻克產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)、解決“卡脖子”問題具有重要意義。

中國散裂中子源簡介：

中國散裂中子源(CSNS)是國家"十一五"期間重點建設(shè)的大科學(xué)裝置，是位于國際前沿的高科技、多學(xué)科應(yīng)用的大型研究平臺。CSNS由中科院和廣東省共同建設(shè)，選址于廣東省東莞市，項目預(yù)計總投資為23億元人民幣。散裂中子源是研究中子特性、探測物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運動的科研裝置，可帶動物理學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、納米科學(xué)、醫(yī)藥、國防科研和新型核能開發(fā)等學(xué)科發(fā)展。建成后，CSNS將成為發(fā)展中國家擁有的第一臺散裂中子源，和正在運行的美國、日本與英國散裂中子源一起，構(gòu)成世界四大脈沖散裂中子源。

2014年10月15日上午，經(jīng)過三年的施工，中國散裂中子源項目的第一臺設(shè)備--負氫離子源在東莞"下隧道"安裝，標志著該項目正式進入項目設(shè)備安裝階段。

2018年3月25日 ，中國散裂中子源通過了中國科學(xué)院組織的工藝鑒定和驗收。8月23日通過國家驗收，投入正式運行，并將對國內(nèi)外各領(lǐng)域的用戶開放。