“超级显微镜”上新

阿菜不菜

中国散裂中子源内部。 （莞宣供图）

3月30日，中国散裂中子源二期工程在东莞松山湖科学城启动建设。据悉，二期工程项目主要建设11台中子谱仪和实验终端，建成后中子谱仪数量将增加到20台，并新增国内首台缪子实验终端和高能质子实验终端。初步设计概算于今年1月9日获国家发展改革委批复，建设周期为5年9个月。

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”。简单来说，散裂中子源的原理就是首先想办法产生大量中子，再把中子作为探针，研究物质材料的微观结构。按照计划，二期工程建成后，装置研究能力将大幅提升，实验精度和效率显著提高，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。

据悉，中国散裂中子源于2018年完成国家验收并投入运行以来，用户迅速增加，目前注册用户已超过6000人，机时供不应求。截至目前，散裂中子源已完成1500余项（含港澳台地区及国外100余项）用户实验课题，涵盖能源、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一批科技创新成果。

“正是散裂中子源丰硕的成果产出和强烈的用户需求，二期工程得以快速立项并启动建设。”中国科学院高能物理研究所副所长、中国散裂中子源二期工程总指挥王生表示，目前，中国散裂中子源二期工程已经在关键技术预研方面取得重要进展，国内首台高功率高梯度磁合金加载腔已正式投入运行，P波段大功率速调管顺利通过验收。此外，中子探测器、中子导管、中子极化器的研制也取得了突破，为中国散裂中子源二期工程的成功建设奠定了坚实的技术基础。

中国散裂中子源二期工程主要建设11台中子谱仪和实验终端，并新增国内首台缪子实验终端和高能质子实验终端。新建成的中子谱仪和实验终端将应用于稀土功能材料设计研发、拓扑和超导材料研发、锂离子电池和储氢电池研发、深海可燃冰和页岩油的开采存储、癌症和病毒药物研发、催化研究等，涵盖量子信息、生物医药、航空航天、集成电路、新能源、新材料等领域。

打靶束流功率是衡量散裂中子源性能的重要指标。中国散裂中子源二期工程计划将加速器打靶束流功率，从一期的100千瓦设计指标提高到500千瓦。功率提升后，中国散裂中子源中子散射应用的覆盖范围和能力将达到国际先进水平。

“20台中子谱仪，每一台都可以是面向不同领域不同产业的‘显微镜’。”王生表示，二期工程建成后，装置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。

“二期工程作为升级工程，完成工程建设任务的同时，要保证散裂中子源正常开放运行不受大的影响。”王生表示，在近六年的建设过程中，按计划因工程建设需要的额外停机时间将不超过六个月，并在工程建设中不断提高束流功率，增加开放的谱仪数量，促进更多高质量研究成果产出。

来源：深圳特区报 记者 申卫峰