散裂中子源首批实验计划公布

2017-12-15 文汇报

  我国又一个大科学装置即将启用。今天(12月14日),记者从散裂中子源工程科学技术委员会第四次会议上获悉,经历了十多年的建设,位于广东省东莞市的散裂中子源将于2018年初迎来首批实验用户。会上公布了该装置三台谱仪的首批实验计划,实验覆盖若干前沿交叉和高科技研发领域,例如锂离子电池材料、光伏材料、热电材料、高分子基纳米复合材料,以及超强钢、镁、铝合金等。

  “我们见证了散裂中子源十多年的建设历程,很快就可以盼到这项装置尽快投入使用,在材料科学、新能源、化学化工、软物质、生命科学等领域发挥重要的作用。”中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳激动地说。

  散裂中子源的建设难度非常大,因此世界上只有英国、美国和日本已经拥有该装置。建在广东东莞的中国散裂中子源,是目前中国单项投资规模最大的大科学装置,设备国产化率超过96%。该装置的主要原理是通过加速的质子撞击金属钨靶来产生中子,因为中子不带电荷,能比其他探测方式更为轻松地穿透物质,从而探测物质的微观结构和动力学特征。

  今年8月,散裂中子源首次打靶成功,顺利获得中子束流。11月初,装置完成了首轮加速器和靶站谱仪的联合调试,打靶束流平均功率达到10kW,达到了验收指标的要求,2018年将迎来国家验收。

  来自各个领域的科学家利用终端的中子谱仪进行科学实验。散裂中子源按可满足20台谱仪接口进行设计和建设,但由于经费限制,一期只建设三台中子散射谱仪,包括通用粉末衍射仪、小角散射仪和多功能反射仪。

  此次会议公布了散裂中子源三台谱仪的首批实验计划,覆盖了若干前沿交叉和高科技研发领域,例如锂离子电池材料、光伏材料、热电材料、高分子基纳米复合材料,以及超强钢、镁、铝合金等,科学家有望在这些领域的研究实现突破。据悉,该装置计划于2018年初开始启动首批实验。

  在会上,来自国家自然科学基金委、中国科学院、清华大学等机构的十几位院士呼吁,应尽快启动散裂中子源二期建设。 “作为用户装置,衡量成功与否的主要标准是用户获得的科学技术成果和对满足国家战略需求的贡献。一期的三台谱仪数量太少,也无法开展高精度测量及动力学、中子物理和技术等方面的研究。这不仅造成中子束流资源的严重浪费,也无法满足国内中子散射研究和应用科学界对高性能中子谱仪的需求。”中国散裂中子源工程总指挥、中科院院士陈和生在会上提出。多位与会专家认为,谱仪建设工艺复杂,加工精度高,建设时间长,调试难度大,大量用户需要高温、低温、高压、磁场等特殊样品环境才能完成测量,应尽早启动散裂中子源二期谱仪建设。

  据悉,散裂中子源目前根据用户对中子科学研究和应用的需求,并参考国际散裂中子源的发展趋势,二期目前规划了13台中子谱仪。装置还依托珠三角的地域优势,和香港科技大学、南方科技大学、中山大学等机构达成了共建谱仪的合作意向。

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