一个中子与一座城的奇妙反应(一线调研)(2)

光山新闻网 采集侠 2022-09-08 06:07:07
浏览

  中国散裂中子源规划建设时,还没有“粤港澳大湾区”的概念。“落地东莞是富有远见的决定,有利于优化中国大科学装置的布局,把基础研究和应用基础研究的雄厚实力、珠三角地区强劲的经济实力,以及对科学技术和产业升级的迫切需求结合起来。”东莞市委副书记、松山湖高新区党工委书记刘炜说,中国散裂中子源的磁吸效应对海内外高端创新资源的集聚效应日益显现。

  香港大学教授黄明欣长期从事材料研究,过去他需要向国外的散裂中子源申请机时,设计好实验步骤,把材料寄到国外,做好实验之后,再传回数据。2018年8月,中国散裂中子源正式投入运行。“在自家门口做实验,太方便了。”当时,具有广泛应用前景的“超级钢”正进入黄明欣的视野。利用中国散裂中子源的通用粉末衍射仪,他的团队发现了强度高而且韧性好的“超级钢”微观机制,为改进这种钢的断裂、韧性和腐蚀性等问题提供了关键数据支撑。

  如今,以中国散裂中子源为起点,广东重大科技基础设施实现了“从0到1”“从1到多”的跨越,江门中微子实验、惠州的强流重离子加速器和加速器驱动嬗变研究装置等一批国家重大科技基础设施先后落地建设,探索未知世界、发现自然规律、引领技术变革。

  撞  击

  这一撞,不仅“撞”出了中子束流,还“撞击”着东莞的“世界工厂”城市理念,“撞”出巨大的发展空间

  “你看,散裂中子源装置主要包括1台负氢离子直线加速器、1台快循环质子同步加速器、2条束流输运线、1个靶站,以及一期3台谱仪。”实验楼的沙盘模型前,中国散裂中子源研究员李晓挨个介绍不同设备的名字和用处。

  “简单说,就是用高能质子束去撞击重原子靶。这里面最关键的是加速,跑不快,撞不开,一切都是空谈。”李晓说,经过直线、循环加速,质子束的速度被提升到0.9倍光速,然后“轰”一下,被撞出来的中子四散飞奔。

  整个过程,用时约0.02秒。然而,从北京的中科院高能所大院到东莞山脚边的第一条中子束流,这条路,科学家们却走了十几年。

  王生全程参与了散裂中子源的建设和运行,“不仅装置极为庞大,而且部件繁多,工艺极其复杂。大家为同一个目标汇聚在这里,记不清度过了多少个不眠之夜。”

  国内首次研制快循环同步加速器的25赫兹交流磁铁;创新性提出谐振磁铁电源的谐波补偿方法,解决了多台磁铁之间的磁场同步问题,效果优于国外散裂中子源……一个个技术挑战被逐一攻克。

  2017年8月,中国散裂中子源首次打靶成功。当时,人们可能想不到,这一撞,不仅“撞”出了中子束流,还“撞击”着东莞作为“世界工厂”的城市理念,为这座城市、广东,乃至后来的大湾区,“撞”出巨大的发展空间。

  撞击而来的中子束流,慢化后通过中子导管引入特定的谱仪,即可开展实验研究。在一期工程已建成并对外开放3台谱仪的基础上,中国散裂中子源还与各高校、研究机构等积极开展合作,共同建设8台合作谱仪。“每个谱仪就相当于一个实验站,对应不同的实验领域和方向。”王生解释。

  其中,由东莞理工学院投资8000万元,联合中国散裂中子源和香港城市大学建设的多物理谱仪是国内首台中子全散射谱仪,可用于不同有序度材料的结构研究。自2021年10月正式向全球的科研人员开放以来,香港中文大学、香港科技大学、香港理工大学、澳门科技大学等高校的用户在这里开展多项实验研究。

  从最初不为人所知,到吸引各路“科研天团”纷至沓来,对科学的向往像涟漪般,在这里圈圈荡开。