昨日，散裂中子源項目順利通過國家驗收，將正式對國內(nèi)外各領(lǐng)域的用戶開放。 通訊員供圖
昨日，國家重大科技基礎設施中國散裂中子源項目順利通過國家驗收，投入正式運行。中國散裂中子源填補了國內(nèi)脈沖中子源及應用領(lǐng)域的空白，將為諸多領(lǐng)域的基礎研究和高新技術(shù)開發(fā)提供強有力的研究平臺。中國散裂中子源亦將助推粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級。
驗收
各項指標均達到驗收標準
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(SN S)和日本散裂中子源(J-PA RC)。
而歷經(jīng)6年半的緊張建設，中國散裂中子源作為全球第四臺、我國首臺散裂中子源，粵港澳大灣區(qū)首個國家重大科技基礎設施，按指標、按工期、高質(zhì)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。昨日，散裂中子源項目順利通過國家驗收，將正式對國內(nèi)外各領(lǐng)域的用戶開放。
中國散裂中子源填補了國內(nèi)脈沖中子源及應用領(lǐng)域的空白，將為諸多領(lǐng)域的基礎研究和高新技術(shù)開發(fā)提供強有力的研究平臺。例如，物質(zhì)科學、生命科學、資源環(huán)境、新能源等。它的投入運行，對我國探索前沿科學問題、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。
驗收會上，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(zhì)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。
國家驗收委員會專家認為，中國散裂中子源通過自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，在加速器、靶站、譜儀方面取得了一系列重大技術(shù)成果，顯著提升了我國在磁鐵、電源、探測器及電子學等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力，使我國在強流質(zhì)子加速器和中子散射領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大跨越。例如，國內(nèi)首次研制成功25赫茲交流諧振勵磁的大型二極和四極磁鐵及電源，交流磁場精度達到同類裝置國際領(lǐng)先水平。
使用
首期完成21個樣品實驗
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。
中國散裂中子源建設內(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，以及一期三臺供科學實驗用的中子散射譜儀。
中國散裂中子源2011年10月進行工程奠基儀式，2014年10月-2017年9月進行安裝與測試，2017年8月質(zhì)子打靶獲得第一束中子，2018年3月25日，中國散裂中子源通過了中國科學院組織的工藝鑒定和驗收，開始試運行。
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。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、功能薄膜等。
中國散裂中子源工程總指揮、工程經(jīng)理陳和生表示，“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。我們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(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，以及化學反應催化劑的原位研究等，都可以使用散裂中子源?！?/p>
今年4月17日，中國散裂中子源(CSN S)的第一篇用戶實驗科學成果文章在N anoEnergy雜志上線，該研究在鋰離子電池正極材料結(jié)構(gòu)特性和形成機理方面取得重要進展。這些重要成果有助于進一步澄清該類型電池材料中缺陷結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，對三元鋰離子電池正極材料的開發(fā)有直接的指導作用。裝置建成后如此迅速獲得高水平的物理成果，與散裂中子源的自身設計科學，調(diào)試水平高，參與人員素質(zhì)高等各方面因素密切相關(guān)。
亮點
助推粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新
中國散裂中子源的總體目標是：建設我國在相關(guān)基礎科學和高技術(shù)領(lǐng)域的具備原始創(chuàng)新能力的團隊，促進我國科技、工業(yè)和國防 等 方 面 技 術(shù) 的 力 發(fā) 展 ，至2030年，帶領(lǐng)我國中子散射技術(shù)的研究和應用科學界全面進入世界先進行列。
而為了實現(xiàn)這一目標，陳和生介紹，將主要從以下幾個方面著手：第一，充分發(fā)揮一期三臺譜儀，即通用粉末衍射儀、小角散射儀和多功能反射儀在材料科學、生命科學、凝聚態(tài)物理和化學等領(lǐng)域的作用，為廣大用戶提供國際先進的研究平臺。第二，中國散裂中子源下一階段譜儀的選擇及其性能指標應認真聽取用戶的意見，同時吸取國際先進經(jīng)驗，突出譜儀的特色和優(yōu)勢，特別應結(jié)合華南地區(qū)，尤其是廣東、香港等地發(fā)展戰(zhàn)略需求，培養(yǎng)和擴大中子散射用戶群體。第三，與用戶單位合作，利用各方面資源，積極推動用戶譜儀的建設。第四，中國散裂中子源靶站500kW升級將使中子通量水平提升五倍。中子通量增加后，可開展更小樣品的研究以及更短時間尺度的實時研究，并適度提升大部分譜儀的分辨率，大幅縮短高分辨模式實驗的時間，從而大幅提升中子散射譜儀的性能和研究能力。
“中國散裂中子源亦將成為廣東省正在建設的國家科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心的核心單元，為粵港澳大灣區(qū)科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級作出重大貢獻”。陳和生表示，散裂中子源支撐的學科研究和應用領(lǐng)域眾多，是目前國際上公認的、與大型光源互補，卻發(fā)揮著其無法取代作用的新一代科學研究和先進材料研發(fā)的主流大科學裝置。
當前不少機構(gòu)對CSNS產(chǎn)生興趣，從當前效果來看，中國散裂中子源落戶東莞后，帶動了國內(nèi)特別是大珠三角地區(qū)的中子散射的科技和工業(yè)應用的迅速發(fā)展，合作單位包括中山大學、華南理工大學、工業(yè)和信息化部電子第五研究所、中國科學院深圳先進技術(shù)研究院等一批大學和研究院所。而散裂中子源定點東莞之后，已開始吸引中子散射研究和應用的人才，并建設相關(guān)學科，而人才的聚集則對一個地區(qū)的科創(chuàng)能力提升，有著至關(guān)重要作用。
東莞市則通過借鑒國內(nèi)外大科學裝置的相關(guān)做法以及啟示，結(jié)合在國家自主創(chuàng)新示范區(qū)和廣深科技創(chuàng)新走廊的視野下，規(guī)劃建設東莞中子科學城，打造為國內(nèi)領(lǐng)先、世界聞名的國家綜合性科技創(chuàng)新中心和面向全國全球的創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展新高地。
?。ㄔd于《南方都市報》2018年8月24日DA02版，http://epaper.oeeee.com/epaper/I/html/2018-08/24/content_45619.htm#article ）
