有著“超級顯微鏡”之稱的“國之重器”散裂中子源,終于登上了歷史舞臺。來自中國科學院最新消息顯示,作為我國“十一五”國家重大科技基礎設施,中國散裂中子源于近日通過國家驗收,投入正式運行,將對國內外各領域的用戶開放。
這也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。
所謂散裂中子源,通俗地說就是一個用“中子”來了解微觀世界的工具。世界上的物質由分子和原子組成,而原子內部有原子核,原子核則包含了中子。中子不帶電且對某些原子核非常敏感的特性,讓它能夠“拍攝”到材料的微觀結構和內部運動規(guī)律,因此成了科學家探測各種物質分子內部結構的“探針”。
也因此,散裂中子源被科學家形象地稱作“超級顯微鏡”。正如X射線能夠“拍攝”人體的醫(yī)學影像,科學家希望找到一種工具,能夠“拍攝”物質材料的微觀結構。散裂中子源是最佳選擇之一。
中國散裂中子源工程總指揮、中國科學院院士陳和生告訴記者,科學家可以利用散裂中子源來研究大型金屬部件的殘余應力,這對于提高高鐵關鍵部件和航空發(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,以及化學反應催化劑的原位研究等,都可以使用散裂中子源。
目前,全球建成的散裂中子源裝置共有4個,其他三個分別為英國散裂中子源ISIS、美國散裂中子源SNS和日本散裂中子源J-PARC。中國散裂中子源坐落于廣東省東莞市大朗鎮(zhèn),由中國科學院和廣東省共同建造,中國科學院高能物理研究所為項目法人,中國科學院物理研究所參建。
陳和生說,中國散裂中子源作為我國首臺散裂中子源,歷經6年半的緊張建設,按指標、按工期、高質量地完成了工程建設任務,綜合性能進入國際同類裝置先進行列。它的投入運行,對我國探索前沿科學問題、攻克產業(yè)關鍵核心技術、解決“卡脖子”問題具有重要意義。
據介紹,中國散裂中子源自2018年3月試運行以來,裝置運行可靠穩(wěn)定,首期三臺譜儀已完成10個用戶單位16個研究組的21個樣品實驗,并取得了首批重要科學成果。
國家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)于批復的驗收指標。裝置整體設計先進,研制設備質量精良,靶站最高中子效率和三臺譜儀綜合性能達到國際先進水平。
陳和生表示,未來,中國散裂中子源將著力確保裝置高效、穩(wěn)定、可靠運行,加強國內外開放共享。同時為了滿足交叉科學前沿研究和國家發(fā)展戰(zhàn)略的迫切需求,中國散裂中子源將不斷完善和改進裝置性能,盡快啟動后續(xù)譜儀建設和功率升級工作,擴大用戶群體,為我國產生高水平的科研成果提供有力支撐。