中國(guó)首臺(tái)散裂中子源在廣東東莞建成，圖為中國(guó)散裂中子源裝置園區(qū)鳥瞰圖 北京時(shí)間3月25日下午，中國(guó)散裂中子源（CSNS）工藝鑒定和驗(yàn)收新聞發(fā)布會(huì)宣布：中國(guó)首臺(tái)、世界第四臺(tái)脈沖型散裂中子源按期高質(zhì)完成全部工程建設(shè)任務(wù)，當(dāng)天通過(guò)中國(guó)科學(xué)院組織的工藝鑒定和驗(yàn)收。
CSNS設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)90%，中國(guó)科學(xué)院將該裝置比喻成“超級(jí)顯微鏡”，是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的“國(guó)之重器”。
在中國(guó)建成散裂中子源之前，世界上已在運(yùn)行的散裂中子源只存于美國(guó)、日本與英國(guó)三國(guó)。
建成后的中國(guó)散裂中子源是世界第三大散裂中子源裝置，是英國(guó)散裂中子源功率的4倍，它也是發(fā)展中國(guó)家擁有的第一臺(tái)散裂中子源，其脈沖中子通量位居世界前列。
高通量的散裂中子源是當(dāng)前研究用中子源的主流發(fā)展方向，發(fā)達(dá)國(guó)家將其作為提高科技創(chuàng)新能力的重要舉措。
工藝鑒定驗(yàn)收專家委員會(huì)就CSNS評(píng)價(jià)稱，中國(guó)散裂中子源性能全部達(dá)到或優(yōu)于驗(yàn)收指標(biāo)，裝置整體設(shè)計(jì)科學(xué)合理，研制設(shè)備質(zhì)量精良，調(diào)試速度快于國(guó)外的散裂中子源，靶站最高中子效率已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的“國(guó)之重器” 自1932年中子被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，能產(chǎn)生高通量中子的中子源一直是科學(xué)家不斷努力追求的目標(biāo)。
高通量的中子源包括反應(yīng)堆和散裂源。核反應(yīng)堆即是一種穩(wěn)定連續(xù)的中子源，受堆芯散熱條件限制，反應(yīng)堆中子通量在上世紀(jì)六七十年代即達(dá)到飽和。
隨著科技進(jìn)步，薄膜、納米團(tuán)簇、生物大分子和蛋白質(zhì)等相應(yīng)研究體系，尺度分布更大，獲得數(shù)量在克量級(jí)的樣品更為困難。
正是基于小樣品的快速、高分辨的中子散射測(cè)量迫切需要新一代通量更高、波段更寬的中子源，散裂中子源應(yīng)運(yùn)而生。
當(dāng)下，脈沖散裂中子源突破了反應(yīng)堆中子源中子通量的上限，各項(xiàng)科研正快速向前發(fā)展。
散裂中子源是研究中子特性、探測(cè)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的大科研裝置，由加速器提供的高能質(zhì)子轟擊重金屬靶而產(chǎn)生中子，可帶動(dòng)物理學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、納米科學(xué)、醫(yī)藥、國(guó)防科研和新型核能開發(fā)等學(xué)科發(fā)展。
CSNS系中國(guó)“十一五”期間重點(diǎn)建設(shè)的大科學(xué)裝置，由中科院和廣東省共同建設(shè)，選址于廣東省東莞市。
CSNS項(xiàng)目法人單位中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所成功建造過(guò)北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)和中國(guó)第一臺(tái)35MeV質(zhì)子加速器，共建單位中國(guó)科學(xué)院物理所已在中子散射的應(yīng)用領(lǐng)域從事研究20余年，是大陸中子散射重要研究基地。
另外，中國(guó)原子能科學(xué)研究院、中國(guó)科學(xué)院蘭州近代物理研究所等多家單位亦加入到了該項(xiàng)目的合作行列。
2011年9月，中國(guó)散裂中子源開工建設(shè)，預(yù)計(jì)工期6.5年，總投資約23億元人民幣（1 元人民幣約合0.16 美元），主要建設(shè)內(nèi)容包括一臺(tái)直線加速器、一臺(tái)快循環(huán)同步加速器、一個(gè)靶站，以及一期三臺(tái)供中子散射實(shí)驗(yàn)用的中子譜儀。
2014年10月15日上午，經(jīng)過(guò)三年施工，中國(guó)散裂中子源項(xiàng)目的第一臺(tái)設(shè)備——負(fù)氫離子源在東莞“下隧道”安裝，項(xiàng)目正式進(jìn)入設(shè)備安裝階段。2017年8月，CSNS首次打靶成功并獲得中子束流，首期三臺(tái)中子譜儀——通用粉末衍射儀、小角散射儀和多功能反射儀均順利完成樣品實(shí)驗(yàn)。
2018年3月25日，CSNS通過(guò)工藝鑒定和驗(yàn)收后，填補(bǔ)了大陸脈沖中子應(yīng)用領(lǐng)域的空白。
據(jù)了解，通過(guò)自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，CSNS在加速器、靶站、譜儀等方面取得了一系列重大技術(shù)成果。
中國(guó)散裂中子源靶站
中國(guó)散裂中子源首次打靶成功獲得中子束流關(guān)乎中國(guó)國(guó)家重大戰(zhàn)略 中國(guó)散裂中子源對(duì)滿足中國(guó)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求、解決前沿科學(xué)問(wèn)題具有重要意義，并將為粵港澳大灣區(qū)科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)作出重大貢獻(xiàn)。
在CSNS建設(shè)過(guò)程中，大量技術(shù)難關(guān)的屢屢攻破，質(zhì)子加速器、靶站、中子散射譜儀的建設(shè)……都帶動(dòng)了中國(guó)培養(yǎng)和凝聚一大批高水平的科研人才和工程管理人員。
CSNS還直接促進(jìn)了相關(guān)高科技研究和工業(yè)的發(fā)展，顯著提升了中國(guó)在磁鐵、電源、探測(cè)器及電子學(xué)等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力，也使得中國(guó)在強(qiáng)流質(zhì)子加速器和中子散射領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大技術(shù)跨越，跨入國(guó)際同類裝置先進(jìn)行列。
業(yè)內(nèi)人士表示，每年將有上千研究人員在中國(guó)散裂中子源利用不同的譜儀互相交流協(xié)調(diào)、啟發(fā)借鑒，不同學(xué)科也有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)滲透、交叉，開辟新領(lǐng)域，創(chuàng)建新學(xué)科。
CSNS建成后，將在發(fā)現(xiàn)新型高溫超導(dǎo)材料、形成氫離子運(yùn)動(dòng)的凝聚態(tài)物理新理論、DNA分子識(shí)別的納米自組裝、蛋白質(zhì)相互作用等一系列領(lǐng)域有望獲得重大突破。
而工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中曾面臨的諸如研究石油輸油管線裂紋的成因、測(cè)量飛機(jī)渦輪的葉片與輪盤的焊接應(yīng)力、研究大豆根系的生長(zhǎng)等問(wèn)題，也有望能在散裂中子源的幫助下得以解決。
還將帶來(lái)哪些改變 對(duì)于中國(guó)散裂中子源這個(gè)頂尖的大科學(xué)裝置的建成將給普通老百姓的生活帶來(lái)哪些變化？
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)散裂中子源工程總指揮陳和生以1998年的德國(guó)高鐵意外出軌為例做了相關(guān)闡述。
1998年6月3日，編號(hào)51的德國(guó)ICE-1列車運(yùn)營(yíng)884次（威廉?倫琴號(hào)）車次，從慕尼黑開往漢堡，在經(jīng)過(guò)下薩克森州策勒區(qū)艾雪德村落附近發(fā)生嚴(yán)重鐵路事故，造成101人死亡，88人受傷，時(shí)為世界上傷亡最嚴(yán)重的高速鐵路事故，也是德國(guó)境內(nèi)傷亡最慘重的鐵路事故。
當(dāng)年德國(guó)高鐵意外出軌后，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)事故元兇系車輪老化和材料疲勞產(chǎn)生的裂紋。疲勞一詞在材料科學(xué)領(lǐng)域，意指物件因持續(xù)受到動(dòng)態(tài)變化的應(yīng)力而造成結(jié)構(gòu)劣化，它是漸進(jìn)且局部的結(jié)構(gòu)損壞過(guò)程，由于長(zhǎng)時(shí)間日積月累而產(chǎn)生。
引起疲勞的動(dòng)態(tài)變化應(yīng)力通常遠(yuǎn)小于靜態(tài)的極限拉伸應(yīng)力或極限屈變應(yīng)力，疲勞所引起的破裂往往在毫無(wú)預(yù)警的情況下發(fā)生，可能直接導(dǎo)致事故（例如空難）的發(fā)生，故而相關(guān)的預(yù)防、檢查、處理對(duì)于高鐵安全而言十分重要。
出軌的德國(guó)高鐵車輪在被送到英國(guó)散裂中子源用中子散射進(jìn)行研究后，找到了金屬疲勞的規(guī)律，德國(guó)由此制定了保證車輪安全的技術(shù)措施，從根本上避免了高鐵列車因車輪老化和材料疲勞而發(fā)生重大意外事故。
國(guó)際鐵路聯(lián)盟高速鐵路部總監(jiān)曾公開表示，鐵路發(fā)展正進(jìn)入一個(gè)大時(shí)代，中國(guó)正成為全球的領(lǐng)跑者，世界鐵路的未來(lái)在中國(guó)。
2016年7月，中國(guó)出臺(tái)新的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，明確提出在原有“四縱四橫”高鐵網(wǎng)的基礎(chǔ)上規(guī)劃建設(shè)“八縱八橫”高鐵網(wǎng)。
確實(shí)，中國(guó)高鐵近些年來(lái)的表現(xiàn)一直驚艷世界，八縱八橫、時(shí)速350公里、世界上高鐵商業(yè)運(yùn)營(yíng)速度最快的國(guó)家……這些字眼不斷刺激著人們的感官，提醒著世人中國(guó)高鐵的神速發(fā)展。
但與此同時(shí)，于快速發(fā)展的中國(guó)高鐵而言，正是因?yàn)樗俣瓤?、載客量大，也意味著任何細(xì)小的安全隱患都易被放大甚至釀成重大事故。
而中國(guó)散裂中子源的建成必然將對(duì)快速發(fā)展的中國(guó)高鐵提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，畢竟若是能從根本上避免高鐵列車因車輪老化和材料疲勞等而發(fā)生重大意外事故，從安全、高鐵出口、中國(guó)制造升級(jí)等多個(gè)層面而言都具有重大利好。
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