3月30日,中国散裂中子源迎来又一重要时刻——二期工程启动建设。建成后,装置的研究能力将大幅提升,基本覆盖中子散射所有应用领域,实验精度和效率将显著提高,能为探索科学前沿、解决国家重大需求和产业发展关键问题提供更加坚实的支撑。
在一期工程运行5年多的基础上,位于广东省东莞市松山湖科学城的中国散裂中子源二期工程启动建设。
散裂中子源被称为“超级显微镜”,是以中子为“探针”,“看穿”材料的微观结构。5年多来,这座依山而建的国家重大科技基础设施,已向中外科学家完成11轮开放,每年运行时间超过5000小时,开放时长和效率都处于国际同类装置的领先水平。
透视微观世界,探索科学前沿
用中国科学院院士、中国散裂中子源工程指挥部总指挥陈和生的话说,散裂中子源就像一种“超级显微镜”,通过粒子的高速撞击“散裂”出大量中子,再把中子作为“探针”,研究物质材料的内部微观结构。
从航空关键部件的金属疲劳到高铁车轮的服役安全性和服役寿命,从电动汽车的电池性能到高温超导材料的自旋涨落……5年多来,依托散裂中子源取得的研究成果,既直面国家重大战略需求,又助力大湾区高端制造业发展。
二期工程将建设11台中子谱仪和实验终端
据介绍,二期工程初步设计概算于2024年1月9日获国家发展改革委批复,建设周期为5年9个月。建成后,装置在同等时间内能产生更多中子,不仅能有效缩短实验时间,还能使实验分辨率更高,能够测量更小的样品、捕捉更快的动态过程。
二期工程将建设11台中子谱仪和实验终端,建成后中子谱仪总数将增加到20台,新建的中子谱仪将聚焦磁性超导量子材料、生命科学、催化材料等研究领域,还要新建国内首台缪子实验终端和高能质子实验终端。
在关键技术预研方面取得重要进展
作为粤港澳大湾区首个国家重大科技基础设施,离不开雄厚的科研实力和制造能力,这在中国散裂中子源建设中已得到验证。目前,中国散裂中子源二期工程已经在关键技术预研方面取得重要进展,国内首台高功率高梯度磁合金加载腔已正式投入运行,P波段大功率速调管顺利通过验收。此外,中子探测器、中子导管、中子极化器的研制也取得了突破,为二期工程的成功建设奠定了坚实的技术基础。
“二期工程作为升级工程,完成工程建设任务的同时,要保证散裂中子源正常开放运行不受大的影响。”中国科学院高能物理研究所副所长、中国散裂中子源二期工程总指挥王生表示,在近6年的建设过程中,因工程建设需要的额外停机时间将不超过6个月,并在工程建设中不断提高束流功率,增加开放的谱仪数量,促进更多高质量研究成果产出。