东莞松山湖地下18米深处,中国散裂中子源悄然盘踞

在广东东莞松山湖地下18米深处,中国散裂中子源悄然盘踞,这一耗资超过23亿元的科研利器,如同深不见底的“超级显微镜”,为我国的基础研究提供了强大的助力。2018年正式投入运行后,它与粤港澳大湾区的众多高校展开了深度合作,迄今已建起8台合作谱仪。到了2023年,高能直接几何非弹性中子散射飞行时间谱仪也成功启用,由中山大学与散裂中子源科学中心联手打造,填补了国内百毫电子伏以上中高能非弹性中子散射的空白。 散裂中子源能如何探知物质的微观结构?关键在于它能把质子加速打到靶上,瞬间释放大量中子。这些慢化后的中子沿着导管进入谱仪通道,抵达放置样品的实验站。当它们穿透样品与原子核发生碰撞并产生散射时,科研人员便能通过捕捉这些散射中子的运动轨迹和能量变化,解析出材料的微观结构。这台设备如同“超级显微镜”,通过不同的谱仪模式满足着各个学科的研究需求。 多物理谱仪是国内首台全散射谱仪,由散裂中子源科学中心、东莞理工学院和香港城市大学共同建设。它覆盖了电池与能源、化学与环境等多个领域的研究工作。从投入使用至今的3年间,已完成300多项用户实验。 针对普通手段难以穿透高铁车轮等高密度合金构件的难题,香港城市大学(东莞)科研管理处主任吴桢舵提出了解决方案:利用中子散射技术可精准发现其内部裂纹和空隙。这样既不损坏材料,又能捕捉到细微结构变化。通过这种研究大幅提升装备的可靠性和稳定性成为可能。 与高校合作的模式极大地整合了资源。每台谱仪的投入经费都很高昂,通过强化合作能更好地发挥其作用。中山大学和南方科技大学、东莞理工学院、香港城市大学等高校通过联合培养学生参与谱仪建设与科研,强化了学生的实践能力。他们在此不仅协助企业研发新产品,还对国家战略需求和区域产业发展有了更深入的认知。 中山大学的刘盾、南方科技大学的吴桢舵以及散裂中子源科学中心的相关负责人共同见证了这一过程。散裂中子源自投入运行以来累计完成了15轮开放运行,年均开放机时超过5000小时。注册用户数量已达1万多个,完成课题2500余项。这片创新科研的“庞然密林”不仅让新能源电池和超导材料研究等跑出了“加速度”,还促进了当地产业的转型升级。