在国家重大科技基础设施建设持续推进的背景下,我国大科学装置领域再传捷报。
位于广东东莞的中国散裂中子源近日实现束流打靶功率185千瓦稳定运行,较2024年初的160千瓦提升超15%,创下该装置自2018年投入使用以来的最高功率纪录。
与此同时,二期工程首个专用线站成功出束,标志着这一国家重大科技基础设施步入性能提升与规模扩展并行的新阶段。
作为探测物质微观结构的"超级显微镜",散裂中子源的束流功率直接决定实验效率与数据质量。
本次功率提升面临加速器高频系统稳定性、靶站散热控制等多项技术挑战。
项目团队通过优化控制系统、改进关键部件,在确保装置安全前提下,仅用一个月即完成从170千瓦到185千瓦的跨越。
实测数据显示,新功率下装置中子通量提升显著,单次实验时间可缩短约20%,大幅提高用户机时利用率。
值得关注的是,此次攻关同步验证了二期工程500千瓦功率目标的可行性技术路线。
高能物理研究所专家介绍,185千瓦运行积累了高功率条件下设备可靠性、束流稳定性等关键数据,为后续功率阶梯式提升奠定了工程实践基础。
技术团队已建立功率提升与硬件改造的协同机制,计划年内实现200千瓦目标。
在装置性能突破的同时,二期工程建设取得标志性进展。
3月5日,专用于中子技术研发的测试线站成功产出首束中子,该线站采用独创的小夹角分束技术,可实现冷热中子模式的快速切换。
作为我国首个散裂源专用测试平台,其建成将改变高端中子仪器依赖进口的现状,为探测器、导管等核心部件国产化提供全生命周期测试条件。
业内专家分析,散裂中子源的双重突破具有协同效应。
功率提升为更多线站同时运行提供可能,而新建线站又反哺装置技术创新。
这种"性能-规模"双轮驱动的发展模式,使我国在四年内实现束流功率从50千瓦到185千瓦的跨越,追赶速度超过国际同类装置发展周期。
目前英国ISIS、日本J-PARC等装置功率在200-500千瓦区间,我国二期工程500千瓦目标达成后,将进入世界第一梯队。
据统计,该装置运行五年多来已完成课题1000余项,在高铁轮轴应力检测、锂离子电池材料研发等领域产出系列重要成果。
随着功率提升和线站扩容,其在航空发动机单晶叶片、量子材料等战略领域的支撑作用将进一步凸显。
大科学装置的价值,既体现在一次次指标突破上,更体现在长期稳定运行与持续产出能力的积累中。
中国散裂中子源185千瓦稳定供束与二期首个线站出束相继落地,释放出我国在复杂系统工程集成、关键技术攻关和科研平台建设方面的综合能力。
面向未来,唯有坚持以需求牵引创新、以运行驱动迭代、以开放共享凝聚合力,方能让大科学装置更好服务高水平科技自立自强,持续产出原创成果并支撑产业升级。