中国散裂中子源：“超级显微镜”看清材料微观结构

“十三五”成就巡礼

本报记者 龙跃梅

在广东东莞，中国散裂中子源是一大“明星”，正吸引着一大批科研人员慕名而来。

中科院院士、中国散裂中子源工程指挥部总指挥陈和生曾预言，“若干年后，在松山湖畔，偶遇世界级的科学家将不会是意外。”

如今，这样的预言逐渐变成现实。

“十三五”时期，中国散裂中子源建成，填补了国内脉冲中子应用领域的空白，使得我国成为全世界第四个拥有脉冲式散裂中子源的国家。

“通过自主创新和集成创新，我国在强流质子加速器、靶站、中子散射技术等领域取得了重大跨越式进展，设备国产化率超过90%。”陈和生说。

综合性能达到国际先进水平

中国散裂中子源是国家重大科技基础设施，是国际前沿的高科技多学科应用大型研究平台。该装置由中科院和广东省共同建造，中科院高能物理研究所为项目法人，中科院物理研究所参建。

对中国散裂中子源来说，2018年8月23日是个难忘的日子。当天，中国散裂中子源通过国家验收，正式投入运行。

验收委员会专家认为，中国散裂中子源的各项指标均达到或优于批复的验收指标。装置整体设计先进，研制设备质量精良，靶站最高中子效率和3台谱仪综合性能达到国际先进水平。

建成散裂中子源，将会在哪些领域发挥出作用？记者得知，中国散裂中子源在加速器、靶站、谱仪方面取得了一系列重大技术成果，显著提升了我国在磁铁、电源、探测器及电子学等领域相关产业的技术水平和自主创新能力，使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越。

“中国散裂中子源就像‘超级显微镜’，是研究物质材料微观结构的理想探针。”陈和生说。

提前一年半达到100千瓦设计指标

验收通过，并没有让中国散裂中子源科研人员放慢脚步，而是有了更大的干劲。

根据国际同类装置的调试运行经验，中国散裂中子源最初考虑在项目验收之后3年内，即至2021年8月束流功率达到100千瓦设计指标。

但是，铆足劲的科研人员一心想着通过努力，把时间往前赶。

2018年9月，运行束流功率为20千瓦；2019年1月，提高到50千瓦；2019年10月，提高到80千瓦。

2020年春节假期后，在做好疫情防控的条件下，中科院高能所东莞分部加速器调束人员克服困难，于2月3日开始了最新一轮的束流调试工作。

2月28日，打靶束流功率达到100千瓦的设计指标，并开始100千瓦稳定供束运行，达到设计指标时间比原计划提前一年半。

“沿途下蛋”产出一批重要科研成果

建起来了，还要用好。

中国散裂中子源面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求，产出了一批重要科研成果。

中科院高能物理研究所副所长陈延伟介绍，在中国散裂中子源已完成的四轮运行中，注册用户超1500人，4台谱仪共完成超200多项用户课题，并且已在《科学》《自然·通讯》等期刊发表文章50多篇，为部分国家重大需求和产业界需求提供技术支撑。

中国散裂中子源不断“沿途下蛋”。

今年8月，中科院高能所东莞分部成功研制我国首台自主研发加速器硼中子俘获治疗（简称BNCT）实验装置。BNCT装置是利用中国散裂中子源相关技术催生的首个产业化项目。该装置的成功研制，为我国医用BNCT治疗装置整机国产化和产业化奠定了技术基础，将为我国肿瘤治疗带来技术性革新。

“这也充分证明，大科学装置在基础研究和应用研究之外，其设计和建造将大力促进相关产业发展和技术革新。”中国散裂中子源工程副经理傅世年说。

目前中国散裂中子源正在建设合作谱仪，并向国家申请二期建设，以更好地满足国家发展战略和国际前沿研究对中子散射研究和应用的迫切需求。