脈沖型散裂中子源，簡單點(diǎn)來說，它就像一臺“超級顯微鏡”，能在不對物質(zhì)造成破壞的前提下“看穿”材料的微觀結(jié)構(gòu)。      

中國散裂中子源（CSNS）是中國首臺，世界第4臺脈沖型散裂中子源，是國家“十一五”期間重點(diǎn)建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，是國際前沿的高科技、多學(xué)科應(yīng)用的大型研究平臺。

 中國散裂中子源

（圖片來源：中國散裂中子源工程）

雖然，中國散裂中子源是繼英國、美國和日本之后，世界上第四臺散裂中子源，但是我國散裂中子源的功率卻是英國的4倍，技術(shù)指標(biāo)和綜合性能進(jìn)入國際同類裝置先進(jìn)行列，也意味著中國科學(xué)界對微觀世界的進(jìn)一步深入探索又增添了一個“利器”。    

脈沖型散裂中子源，簡單點(diǎn)來說，它就像一臺“超級顯微鏡”，能在不對物質(zhì)造成破壞的前提下“看穿”材料的微觀結(jié)構(gòu)。一個*直接的應(yīng)用就是可以探明材料的“內(nèi)傷”，在研究中子特性能力方面自然也杠杠的。

中國散裂中子源的靶站譜儀的靶心

（圖片來源：中國散裂中子源工程）

我們都知道，在這個世界上有很多用肉眼觀察不到的事物，所以后來基于對世界進(jìn)一步探索的需求，科學(xué)家們發(fā)明了光學(xué)顯微鏡，接著又發(fā)明了分辨率更高，能夠觀察到更小細(xì)胞和病毒的電子顯微鏡。

 在脈沖型散裂中子源發(fā)明之前，人們都習(xí)慣于用這兩種顯微鏡去觀察研究細(xì)菌、細(xì)胞等這些用肉眼不可能直接觀察到的微觀世界。

而脈沖型散裂中子源的能力比顯微鏡又更上一層，通過它觀察到的世界也更微觀，甚至能夠清晰地觀察到植物根部的一滴水是如何通過動作一點(diǎn)一點(diǎn)地運(yùn)輸?shù)街θ~上的。    脈沖型散裂中子源如何工作？      

那脈沖型散裂中子源，為什么能這么細(xì)微地探測物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動呢？

其實(shí)中子是一種完全不帶電荷的粒子，它不是利用X光進(jìn)行同步輻射的。

 每當(dāng)物質(zhì)的原子核和中子發(fā)生相互作用的時候，并不是所有的中子都能夠從中間直接穿過，還有些中子在打算穿過原子核時會被彈飛，出現(xiàn)方向偏離的情況。  

這時脈沖型散裂中子源的譜儀就會發(fā)揮作用，及時捕捉到飛行軌跡，然后再反推出原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，方便科研人員進(jìn)行研究。    

 比如科學(xué)家在做水下可燃冰研究的時候，因?yàn)樯钏碌膲毫μ螅枰煤芎竦娜萜鞅?，其中的氮、碳、氫等輕元素又相對不易捕捉，而能從中穿過，并且對這些輕元素敏感，可以讓可燃冰結(jié)構(gòu)清楚分辨出的就只有脈沖型散裂中子源了。    

 如今，我國脈沖型散裂中子源這種技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到了檢測高鐵飛機(jī)的安全性和治療癌癥等各方面。      

除此之外，在如航空發(fā)動機(jī)、深海潛水器、高鐵輪軸系統(tǒng)等大型工程部件殘余應(yīng)力和服役性能檢測，以及半導(dǎo)體芯片、新能源鋰電與儲氫材料等材料檢測上都有很大的作用。

截至目前，中國散裂中子源已經(jīng)在基礎(chǔ)科學(xué)研究和國家重大需求領(lǐng)域取得了一大批重要成果，國內(nèi)外注冊用戶已超過3400人。    

期待這臺超級顯微鏡更多的成果！

鏈接： https://www.instrument.com.cn/news/20220906/630815.shtml

來源：儀器信息網(wǎng)

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