——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
中國散裂中子源園區(qū)鳥瞰圖,中科院高能物理所供圖。
中國散裂中子源環(huán)大廳鳥瞰圖,中科院高能物理所供圖。
中國散裂中子源靶心全貌,中科院高能物理所供圖。
中國科學(xué)院院士、國家大科學(xué)工程中國散裂中子源(CSNS)工程總指揮陳和生9月1日在廣東東莞宣布,四天前即8月28日,中國散裂中子源首次打靶成功,獲得中子束流——這是該工程建設(shè)的重大里程碑,標(biāo)志著中國散裂中子源主體工程順利完工,進(jìn)入試運(yùn)行階段。
中國散裂中子源是國家“十一五”期間立項(xiàng)、“十二五”期間重點(diǎn)建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,由中國科學(xué)院和廣東省共同建設(shè),法人單位為中國科學(xué)院高能物理研究所,共建單位為中國科學(xué)院物理研究所。該工程于2011年10月奠基,預(yù)計(jì)總投資為23億元人民幣,其中國家批復(fù)投資18.8億元。
在中國科學(xué)院9月1日舉行的集體采訪會上,陳和生向包括中國青年報(bào)·中青在線記者在內(nèi)的來訪媒體展示了一張照片,照片上的時(shí)間定格在2017年8月28日上午,這是中國散裂中子源首次打靶成功后,工程經(jīng)理部成員和相關(guān)系統(tǒng)人員的集體合影。陳和生說,首次獲得中子束流的目標(biāo)原定于今年秋天,如今提前實(shí)現(xiàn),且調(diào)試進(jìn)度大大超過國際上其他散裂中子源調(diào)試過程,這樣歷史性的一刻值得共同見證。
他清晰地記得,8月28日上午10時(shí),在中國散裂中子源靶站譜儀控制室,科研人員緊張待命,作質(zhì)子束流打靶前的最后準(zhǔn)備。在他發(fā)出指令后,從加速器引出的質(zhì)子束流首次打向金屬鎢靶。10時(shí)56分許,科研人員在靶站6號和20號中子束線,分別測量到從兩個(gè)不同慢化器輸出的中子能譜,這意味著,散裂中子源順利獲得中子束流。
所謂散裂中子源,通俗的說就是一個(gè)用中子來了解微觀世界的工具,也因此被形象地稱作“超級顯微鏡”。當(dāng)然,中國散裂中子源并非國內(nèi)唯一能產(chǎn)生中子的裝置,我國還有兩個(gè)反應(yīng)堆中子源裝置——中國先進(jìn)研究堆和中國綿陽研究堆,它們可以提供連續(xù)中子束。所不同的是,中國散裂中子源是我國唯一能通過加速器打靶產(chǎn)生中子的裝置。
目前,全球正在運(yùn)行的脈沖式散裂中子源主要有英國散裂中子源、美國散裂中子源和日本散裂中子源。建成后的中國散裂中子源,將成為世界第四臺脈沖式散裂中子源。
按照陳和生的說法,這樣一個(gè)大科學(xué)工程,不僅可以在材料科學(xué)、生命科學(xué)、物理等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域提供“有力支撐”,還有“接地氣”的一面,相關(guān)領(lǐng)域可借此平臺攻克國家可持續(xù)性發(fā)展和國家安全戰(zhàn)略需求的一些瓶頸問題。
他舉了一個(gè)例子:1998年6月,德國一輛城際快車意外出軌,事故元兇竟然是老化的車輪。車輪在英國散裂中子源上檢測,發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)部裂痕。
陳和生說,事實(shí)上,無論是高鐵的輪軌,還是飛機(jī)的渦輪、機(jī)翼里面都有應(yīng)力,它決定了高鐵和飛機(jī)使用壽命和安全性。但是,這個(gè)應(yīng)力看不到、摸不著,對它的研究成了避免類似災(zāi)難發(fā)生的關(guān)鍵。如今,科學(xué)家已經(jīng)可以在散裂中子源上,測量研究輪軌和機(jī)翼的剩余應(yīng)力,優(yōu)化機(jī)械加工工藝,使高鐵和飛機(jī)變得更安全舒適。
他還記得,2001年2月,我國科學(xué)家第一次在香山會議上提出建設(shè)該工程的設(shè)想。從2006年起,中國科學(xué)院支持了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)研,攻克了諸多技術(shù)難題。加速器、靶站和譜儀工藝設(shè)備的批量生產(chǎn)在全國近百家合作單位完成,設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到96%以上。
按照工程規(guī)劃,整個(gè)裝置建在13米到18米的地下,其主要建設(shè)內(nèi)容包括1臺8千萬電子伏特的負(fù)氫離子直線加速器、1臺16億電子伏特的快循環(huán)質(zhì)子同步加速器、2條束流運(yùn)輸線、1個(gè)靶站、首批建設(shè)的3臺譜儀及相應(yīng)的配套設(shè)施和土建工程。
當(dāng)天,陳和生還透露,預(yù)計(jì)2018年春,中國散裂中子源將按計(jì)劃全部完工,正式對國內(nèi)外用戶開放。未來,散裂中子源還將向國家申請二期工程建設(shè),屆時(shí)將新建譜儀,并將功率從100千瓦升級到500千瓦。
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