中国首台散裂中子源建成 填补了国内脉冲中子应用领域的空白
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建在广东东莞的我国“十一五”国家重大科技基础设施——中国散裂中子源,按期、高质量完成了全部工程建设任务,并通过中国科学院组织的工艺鉴定和验收。
建成后的中国散裂中子源成为中国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源,填补了国内脉冲中子应用领域的空白,为我国材料科学技术、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术开发提供强有力的研究手段,对满足国家重大战略需求、解决前沿科学问题具有重要意义。
“散裂中子源能够为我国产生高水平的科研成果提供有力支撑,并为解决国家可持续性发展和国家战略需求的许多瓶颈问题提供先进研究平台,也将成为广东省正在建设的国家科技产业创新中心的核心单元,为粤港澳大湾区科技发展和产业升级作出重大贡献。”陈和生说。
中国散裂中子源就像一台“超级显微镜”,是研究物质微观结构的“国之重器”,由中国科学院高能物理研究所承建,共建单位为物理研究所,于2011年9月开工建设,工期6.5年,总投资约23亿元,主要建设内容包括一台直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站,以及一期三台供中子散射实验用的中子谱仪,是各种高、精、尖设备组成的整体。
散裂中子源
当一个中等能量的质子打到重核(钨、汞等元素)之后会导致重核的不稳定而“蒸发”出20-30个中子,这样重核“裂开”并向各个方向“发散”出相当多的中子,大大提高了中子的产生效率,按这种原理工作的装置称为散裂中子源。
中国迄今单项投资规模最大的国家重大科技基础设施——中国散裂中子源(CSNS)将在2018年迎来验收,目前该装置3台谱仪的首批实验计划对外公布,实验覆盖若干前沿交叉和高科技研发领域。
展望21世纪中子科学装置的主流发展趋势,一是高通量研究性反应堆,另一是散裂中子源,高通量反应堆的源强要达到 1×1015/cm2.s,散裂中子源束功率要达到兆瓦量级。这两类中子源的特点和优势互相补充,成为材料、生物、生命、核物理等学科研究不可缺少的工具,为相关尖端技术如纳米、信息、环境、医药等的发展提供创新的平台。兆瓦级的多用途脉冲散裂中子源是当前世界上中子源发展趋势,它为21世纪前沿科学发展作出的贡献不可估量。它不但是为物理、化学、生物、材料等基础研究课题服务的中子散射的大科学平台,也可以成为为核物理、天体物理、核医学、核化学、能源工业和国防建设服务的大科学平台。
21世纪,中子作为研究物质微观结构的一个理想探针将在基础研究领域发挥重要的作用。散裂中子源与高通量研究性反应堆,也将在21世纪最有生命力、最活跃的学科,如材料科学、生命科学和一些工程技术应用领域,继续发挥它的重要作用。
在人们解出基因结构后,蛋白质与生物大分子联合体的结构与功能便成为生命科学的主要挑战之一。中子是确定蛋白结构中氢原子位置的最有力的方法,为理解蛋白功能及药物设计提供不可缺少的信息。
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