來源: 南方日報網(wǎng)易號

位于東莞的中國散裂中子源是頭個落地珠三角的國家大科學裝置，于2018年8月通過國家驗收，運行4年來已取得一大批重要科學成果。

在推進建設(shè)粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心和綜合性國家科學中心的過程中，散裂中子源成為粵港澳科技合作不可或缺的重要平臺，科研人員在這里進行碰撞，推動研究成果在大灣區(qū)落地開花。

大科學裝置派上了大用場。2022年4月，“散裂中子源國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目”獲廣東省科技進步獎特等獎。

●南方日報記者卞德龍

荔枝林里“長出”國之重器

在東莞市大朗鎮(zhèn)，穿過一片郁郁蔥蔥的荔枝林，眼前豁然開朗。遠處的山坡上，“中國散裂中子源”七個大字十分醒目。用無人機俯瞰整個園區(qū)，從實驗樓到裝置區(qū)，一棟棟建筑并不顯眼，但這一國家大科學裝置的“玄機”藏在地下。

“散裂中子源的主要裝置都建設(shè)在地下13—18米的隧道中，它就像一臺‘超級顯微鏡’，是研究物質(zhì)材料微觀結(jié)構(gòu)的理想探針。”中國科學院院士、中國散裂中子源工程總指揮陳和生說。

在開闊的實驗大廳，科研人員正在調(diào)試一臺大型設(shè)備?！拔覀兎Q之為譜儀，它是利用中子散射來測量物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和動力學的裝置?？茖W家可以把不同的材料放置到譜儀裝置，測量原子在物質(zhì)中的位置，以及原子在物質(zhì)中如何運動。”科研人員介紹，每臺譜儀都有自己的“特長”，為不同領(lǐng)域的用戶提供相應研究能力。

回憶起中國散裂中子源選址與建設(shè)的歷程，陳和生感慨萬千。他介紹，中國科學院于2006年1月啟動了散裂中子源的預制研究項目。

同年2月，在廣東舉辦的一場研討會上，時任中科院高能物理研究所所長的陳和生提到，中國散裂中子源正在尋找合適的建設(shè)地點。這一消息受到廣東的高度重視，雙方商定將這一重大科技基礎(chǔ)設(shè)施落戶珠三角，并選擇了東莞。

2011年，中國散裂中子源項目奠基。“散裂中子源裝置不僅造價高，而且技術(shù)復雜，是各種高、精、尖設(shè)備組成的復雜整體。”陳和生說。

經(jīng)過多年艱苦建設(shè)，2018年8月23日，中國散裂中子源正式通過國家驗收，對國內(nèi)外各領(lǐng)域的用戶開放。

“它不僅是頭個落地珠三角的國家大科學裝置，也是繼英國、美國、日本之后，世界第四臺脈沖式散裂中子源。有了它，相關(guān)領(lǐng)域的中國科學家結(jié)束了排隊申請使用國外設(shè)備開展科學研究的歷史。”陳和生說。

面向前沿科學帶來技術(shù)革新

500多人的科研團隊、800多項研究課題、約4000個注冊用戶……運行4年來，中國散裂中子源交出了一份亮眼的成績單。

大科學裝置服務(wù)國家重大需求，是攻克前沿科學問題的利器。

中國散裂中子源已完成的用戶實驗課題，涉及深海潛水器等大型工程部件殘余應力和服役性能檢測等，為國家亟須的許多高性能結(jié)構(gòu)材料攻關(guān)提供了關(guān)鍵技術(shù)平臺。

此外，今年4月通過驗收的“大氣中子輻照譜儀”，已吸引國內(nèi)不少高科技企業(yè)將產(chǎn)品送來測試，確保電子元器件與系統(tǒng)性能的高度可靠；即將調(diào)試的“工程材料譜儀”，可以更準確高效地獲得高鐵車輪內(nèi)部深層的殘余應力數(shù)據(jù)，將為提升國產(chǎn)高鐵車輪的加工工藝和使用壽命提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

不僅“頂天”，而且“立地”，中國散裂中子源許多看似高深的科研成果，其實與人們的生活密切相關(guān)。

以鋰電池研究為例，“通過將汽車鋰電池包連同模擬充放電過程的設(shè)備放入中子散射譜儀，實時原位測量，在幾百次充放電的過程中觀察鋰電池宏觀性能的變化與微觀結(jié)構(gòu)性質(zhì)的關(guān)系，能為改進和優(yōu)化鋰電池的設(shè)計提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。”陳和生介紹。

在癌癥治療領(lǐng)域，利用中國散裂中子源相關(guān)技術(shù)催生的頭個產(chǎn)業(yè)化項目——硼中子俘獲治療BNCT裝置，有望為我國腫瘤治療帶來重要技術(shù)革新。目前，研究團隊正與東莞市人民醫(yī)院共同推進臨床試驗相關(guān)工作，并吸引相關(guān)企業(yè)在東莞松山湖成立了BNCT產(chǎn)業(yè)化公司。

推動創(chuàng)新研究成果在大灣區(qū)落地

“大國重器”散裂中子源的投用，解決了哪些科研痛點？

香港大學教授黃明欣長期從事材料研究，過去他需要向國外散裂中子源申請機時，設(shè)計好實驗步驟，把材料寄到國外，做好實驗之后，再傳回數(shù)據(jù)。中國散裂中子源正式投入運行后，黃明欣十分興奮：“在自家門口做實驗，太方便了！”

當時，具有廣泛應用前景的“超級鋼”正進入黃明欣的視野。利用中國散裂中子源的通用粉末衍射儀，他的團隊發(fā)現(xiàn)了強度高而且韌性好的“超級鋼”微觀機制，為改進這種鋼的斷裂、韌性和腐蝕性等問題提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

作為國家大科學裝置，中國散裂中子源也是匯聚**人才、開展科技合作的重大平臺。隨著粵港澳大灣區(qū)建設(shè)加速推進，中國散裂中子源在粵港澳科技合作中的作用日益凸顯，許多創(chuàng)新研究成果在東莞本地和大灣區(qū)實現(xiàn)了落地，讓大科學裝置釋放生命力。

其中，由東莞理工學院投資8000萬元，聯(lián)合中國散裂中子源和香港城市大學建設(shè)的多物理譜儀是國內(nèi)首臺中子全散射譜儀，可用于不同有序度材料的結(jié)構(gòu)研究。自2021年10月正式向全球的科研人員開放以來，香港中文大學、香港科技大學、香港理工大學、澳門科技大學等高校的用戶在這里開展多項實驗研究。

“中子散射用戶正快速增長?！敝袊茖W院高能物理研究所副所長、散裂中子源科學中心主任陳延偉說，2021至2022年度，中國散裂中子源申請使用裝置課題數(shù)同比增長122%。目前運行有5臺譜儀，另外正在建設(shè)、調(diào)試6臺合作譜儀，二期還將增建若干譜儀和終端。

“全部譜儀投入運行后，會有更多用戶能夠用上散裂中子源裝置?！标愌觽フf。未來，這座“超級顯微鏡”將繼續(xù)帶領(lǐng)人類探索微觀世界的奧秘，產(chǎn)出更多高水平研究成果。

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