松山湖科学城:中国散裂中子源助力航空航天技术创新
松山湖科学城:中国散裂中子源助力航空航天技术创新
在广东省东莞市松山湖科学城,有一台被誉为“超级显微镜”的大科学装置——中国散裂中子源。作为我国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源,它自2018年投入运行以来,已成为粤港澳大湾区科技创新的重要引擎。
散裂中子源是探测物质微观结构的“利器”,其原理是通过加速器产生高能质子束,轰击重金属靶,产生中子。这些中子被引导到不同的谱仪,用于分析材料的微观结构。这种技术在航空航天领域具有重要应用价值,特别是在航空发动机关键部件的研究中。
航空发动机被誉为现代工业“皇冠上的明珠”,其性能直接影响飞机的安全性和经济性。而中子散射技术能够“看穿”发动机关键部件的内部结构,检测其在极端条件下的性能变化,为优化设计和材料选择提供关键数据。
中国散裂中子源的多物理谱仪在这一领域发挥了重要作用。该谱仪由散裂中子源科学中心与香港城市大学合作建设,自2021年6月投入运行以来,已完成300余项用户研究课题。香港城市大学物理系教授任洋等科研人员,经常通宵达旦地在实验室工作,与内地科研团队一起分析数据。
散裂中子源的科研成果令人瞩目。一期工程至今,已完成1700多项课题,注册用户超过7100人,其中包括来自7所港澳高校的121个用户。值得一提的是,散裂中子源运行后在顶级期刊上发表的第一篇论文就来自香港高校,展现了其在前沿科学研究中的重要地位。
作为粤港澳大湾区国际科技创新中心的核心平台,散裂中子源不仅服务于基础科学研究,还积极推动科技成果的转化应用。例如,基于散裂中子源技术的硼中子俘获治疗装置(BNCT)已在东莞市人民医院部署,计划今年开展临床研究。
目前,散裂中子源二期工程已启动建设,预计5年9个月后完工。二期工程将建设11台新的中子谱仪,使总数达到20台,并将加速器打靶束流功率从100千瓦提升至500千瓦。这意味着散裂中子源将产生更多中子,不仅能够缩短实验时间,还能提高实验分辨率,测量更小的样品,捕捉更快的运动过程。
散裂中子源的研究能力将基本覆盖中子散射所有应用领域,为解决国家重大战略需求和产业发展关键问题提供更强大的支撑。随着二期工程的推进,这台“超级显微镜”将继续在航空航天、能源、物理、材料等多个领域发挥重要作用,为粤港澳大湾区建设国际科技创新中心注入新的动力。