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福州科技界关注的“超级显微镜”:中国散裂中子源二期在东莞启动

福州科技界关注的“超级显微镜”:中国散裂中子源二期在东莞启动(图1)

中国散裂中子源快循环同步加速器实景图。

福州科技界关注的“超级显微镜”:中国散裂中子源二期在东莞启动(图2)

中国散裂中子源园区航拍全景(广东东莞松山湖科学城)。

以上图片均由中科院高能物理研究所提供

摘要:中国散裂中子源二期工程于2024年3月30日启动建设,将新增11台中子谱仪,总数量达20台。该设施作为粤港澳大湾区首个国家重大科技基础设施,持续支撑福建及全国新材料、新能源、生物医药等领域研发。

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3月30日,位于广东东莞松山湖科学城的中国散裂中子源二期工程正式启动建设。作为我国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源,该装置自2018年投入运行以来,已累计完成11轮开放运行,年均运行超5000小时,注册用户逾6000人,支撑完成1500余项科研课题。其高效稳定的运行表现,已处于国际同类装置前列——这一成绩,也为福州、厦门等地高校与企业参与中子散射实验提供了坚实基础。

散裂中子源被形象称为“超级显微镜”,它不依赖光学原理,而是以中子为探针,穿透材料内部,精准解析原子级结构与动态行为。从锂电正极材料的离子迁移路径,到高铁车轮金属疲劳演化;从芯片单粒子效应机理,到稀土永磁体微观磁畴分布,其应用已深度融入高端制造与前沿科学。值得一提的是,由该设施技术衍生的硼中子俘获治疗(BNCT)装置,已在东莞落地临床研究,未来有望为福建肿瘤诊疗技术升级提供新路径。

透视微观世界,服务国家战略与区域发展

依托一期成果积累,二期工程于2024年1月获国家发改委批复,建设周期5年9个月。建成后,打靶束流功率将从100千瓦提升至500千瓦,中子通量大幅增加,实验分辨率与效率同步跃升。届时,不仅可测量更微小样品、捕捉更快过程,更将实现中子散射全领域覆盖。

二期拟新建11台中子谱仪及实验终端,使谱仪总数达20台。其中,国内首台缪子实验终端与高能质子实验终端将同步落地。新平台将重点面向磁性量子材料、催化机制、深海可燃冰储运、抗病毒药物设计、拓扑超导、储氢电池等方向,直接服务于福建正在加快布局的新能源产业集群、集成电路产业链及生物医药创新高地。

关键技术自主突破夯实建设根基

在预研阶段,项目已实现多项国产化突破:首台高功率高梯度磁合金加载腔正式投运,P波段大功率速调管通过验收,中子探测器、极化器与导管等核心部件研制取得实质性进展。这些成果印证了我国在大型科研装置关键部件领域的自主可控能力,也为福州大学、福建师范大学等本地高校参与中子技术联合攻关创造了条件。

“工程建设期间,将严格控制停机时间,确保全年开放机时不低于原有水平。”中国科学院高能物理研究所副所长、二期工程总指挥王生表示,“近6年工期中,额外停机不超过6个月,并同步推进束流提能与谱仪扩容,持续释放科研效能。”

作为粤港澳大湾区首个国家重大科技基础设施,中国散裂中子源不仅辐射珠三角,也正通过开放共享机制,深度链接福建科技创新网络。目前,已有来自福州、厦门等地的科研团队依托该平台开展新型功能薄膜、高温合金服役行为等课题研究,彰显跨区域协同创新活力。

《人民日报》(2024年04月01日 11版)

文章来源:http://ent.people.com.cn/n1/2024/0401/c1012-40207267.html

china spallation neutron source,fujian science and technology cooperation,fuzhou high-tech collaboration,guangdong-fujian innovation linkage,neutron scattering facility 中国散裂中子源二期工程在东莞启动,新增11台谱仪,总达20台。福州、厦门高校及企业正通过该平台开展新能源、新材料等联合研究,强化闽粤科技协同。

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