中国建成首台散裂中子源

黄浩苑

“超级显微镜”能将质子加速至0.9倍光速

中国散裂中子源3月25日通过了中国科学院组织的工艺鉴定和验收。建成后的中国散裂中子源成为中国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源，填补了国内脉冲中子应用领域的空白，为我国材料科学技术、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术开发提供强有力的研究手段，对满足国家重大战略需求、解决前沿科学问题具有重要意义。

中国散裂中子源建在广东省东莞市，是我国“十一五”国家重大科技基础设施。工艺鉴定验收专家委员会评价：中国散裂中子源性能全部达到或优于国家发展和改革委员会批复的验收指标。装置整体设计科学合理，研制设备质量精良，调试速度快于国外的散裂中子源。靶站最高中子效率达到国际先进水平。

中国散裂中子源就像一台“超级显微镜”，用于研究物质微观结构，在材料科学和技术、生命科学、物理学、化学化工、资源环境、新能源等诸多领域具有广泛应用前景。

通过自主创新和集成创新，中国散裂中子源在加速器、靶站、谱仪方面取得了一系列重大技术成果。设备国产化率超过90%，显著提升了我国在磁铁、电源、探测器及电子学等领域相关产业技术水平和自主创新能力，使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越，技术和综合性能进入国际同类装置先进行列。例如：国内首次研制成功25Hz交流谐振励磁的大型二极和四极磁铁及电源，交流磁场精度达到同类装置国际领先水平；自主研制成功液氢慢化器，通过靶-慢化器-反射体紧凑耦合的物理和工程设计，保证靶站高中子效率等。

中国散裂中子源由中国科学院高能物理研究所承建，共建单位为物理研究所，于2011年9月开工建设，工期6.5年，总投资约23亿元，主要建设内容包括一台直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站，以及一期三台供中子散射实验用的中子谱仪，是各种高、精、尖设备组成的整体。

此前，中国散裂中子源已经获得了一些阶段性成果。如，2017年8月，中国散裂中子源首次打靶成功并获得中子束流。首期三台中子谱仪，即通用粉末衍射仪、小角散射仪和多功能反射仪，都顺利完成样品实验。通用粉末衍射仪已经完成了两个高水平的用户实验。

中国散裂中子源建成后，将充分发挥一期三台谱仪在材料科学、生命科学、凝聚态物理和化学等领域的作用，为用户提供国际先进的研究平台。同时，将盡快启动二期工程立项，开始后续谱仪建设，进一步提升束流功率。