中国散裂中子源赋能大湾区科创 突破核心技术壁垒催生新质生产力

问题:先进制造技术快速发展,但关键材料和复杂结构件的质量检测与控制仍是普遍难题;以金属增材制造为例,成形过程中温度场、应力场与组织演化相互影响,内部缺陷往往隐藏材料内部。传统光学和表面传感技术难以实现原位、实时、无损检测,导致工艺优化依赖经验,质量一致性难以保证,制约了高端装备、能源与交通等领域的规模化应用。 原因:解决这些问题需要具备强穿透力、对轻元素敏感,并能适应复杂工况的精密测量手段。中子具有不带电、穿透力强等特点,可以在不破坏样品的情况下"透视"材料内部微观结构和应力状态变化,为研究材料在制造和使用过程中的动态演变提供独特工具。中国散裂中子源作为大型综合性研究平台,为材料、能源、高分子等多学科研究提供重要实验手段,使大湾区科研人员能够就近开展以往需要跨国完成的关键实验。 影响:平台的辐射效应已在科研效率、协同创新和产业竞争力等多上显现。近期工程材料中子衍射谱仪上完成的电弧熔丝增材制造原位打印试验,首次实现了对打印过程中材料内部变化的实时观测,为工艺优化和质量控制提供了关键数据支持。在区域合作上,中国散裂中子源已为港澳高校完成近百项实验,高强合金、能源材料等领域取得多项成果。通过共建联合实验室和合作谱仪,将短期项目合作升级为长期协作机制。例如粤港联合研制的多物理谱仪,作为我国首台中子全散射谱仪,已完成300多项实验,发表论文100余篇,并推动关键部件国产化取得突破。 对策:完善"装置-高校-产业"协同机制是发挥大科学装置效能的关键。一上通过共建提升平台适配性和服务能力。如大湾区大学与中国散裂中子源签署协议,合作建设工程材料衍射谱仪。另一方面通过联合科研项目和人才培养推动产学研深度融合。同时建立更高效的测试评价体系,目前已协助企业开展锂电池原位分析和电子元器件可靠性检测,支撑产品开发和出口测试。 前景:随着中国散裂中子源二期工程推进和阿秒光源等大科学装置布局加快,大湾区将形成更完善的科研设施集群和创新生态。未来大科学装置将成为培育新质生产力的重要支撑:在前端推动基础研究突破;在中端加速材料从实验室到工程应用;在后端提升产品质量验证水平。这种深度协同将为建设大湾区科技创新高地提供坚实支撑。

大科学装置是国家科技实力的重要体现,也是区域创新的战略支撑。中国散裂中子源的实践表明,通过开放共享和深度融合,能够有效激发创新活力,推动产业升级。未来继续完善大科学装置体系和协同创新机制,将为建设具有全球影响力的科技创新中心注入持续动力。