國之重器"超級顯微鏡"誕生 可治療癌癥檢測飛機高鐵安全

　　據悉，散裂中子源的建成恰逢“大科學裝置的盛世”，裝置將肩負發展中國中子散射研究和應用的重任，及擔當國家科技產業創新中心的核心裝置重托。

　　未來網北京3月26日電(見習記者 何欣)“散裂中子源就像是個超級顯微鏡，用中子當“探針”，探索物質微觀結構。治療癌癥、檢測飛機高鐵安全性都需要用到它。”散裂中子源項目負責人陳和生院士表示。

　　3月25日，中國建成首臺散裂中子源。中國航天科工二院23所下屬航天廣通為工程中加速器提供的近50臺套功率源設備全部達到驗收指標，“超級顯微鏡”的“動力心臟”將開始工作。

　　迎難而上 “超級顯微鏡”開創國產先例

　　中國散裂中子源是一臺什么樣的科學裝置？

　　散裂中子源項目負責人陳和生院士以光學顯微鏡和棒球場比喻說明：“很多人都用過光學顯微鏡去觀察肉眼無法直接看到的細胞和細菌。而中子探測的世界，可能更微觀，用中子照相的方法，可以觀測一滴水是如何從一株植物的根部運輸到枝葉上。如果原子的直徑能放大到棒球場那么大，那中子就像場中一個螞蟻那么小，這小到用放大鏡也看不見的粒子。”

　　陳和生解釋，中子并不好產生。

　　將質子加速到相當于0.9倍光速速度，當“子彈”去轟擊原子系數很高的重金屬靶，金屬靶的原子核會被撞擊出質子和中子兩種粒子，科學家通過特殊的裝置“收集”中子，中子散射就像“探針”，可以探索物質微觀結構。

　　陳和生說，把質子加速到0.9倍光速是核心技術，射頻功率源系統是粒子加速的關鍵，可以說這些系統是“超級顯微鏡”的“動力心臟”。

　　據悉，射頻功率源系統中很多關鍵設備尚無國產先例，再加上可靠性要求極高，中國航天人則迎難而上，啃了一個又一個硬骨頭，為散列工程設備的國產化和系統工程的順利進行提供了強有力的支撐和保障。

　　十年磨一劍 首臺散裂中子源“誕生記”

　　據了解，散裂中子源項目之所以可以取得今天的成果，是因為不斷的研究試驗和中國航天人不分晝夜的堅守和思考。

　　2006年冬天，項目組涉足一個沒有試水過的領域，熬夜自制了一件高精度水冷盤，在鐵氧體加載腔投標現場驚艷亮相，贏得評委們的“芳心”，獲得了散裂中子源的首單500kW高頻功率源項目，開始了與這個國家大科學工程10多年的緣分。

　　項目負責人姜勇表示，為散列工程提供的很多功率源都是第一次研發，比如325MHz電子管高頻功率源，因為核心指標全部高于國外同類型功率源，在國際上都是首次應用，國外實驗室和外方廠家也沒有類似經驗，可以說越過這道坎就是世界領先。產品光在所內研發就用了3年，成品更是在用戶現場配合加速器調試了4年。

　　作為整個工程最后一個招標的項目，引出脈沖電源肩負著將速流引出的重任，技術指標苛刻，研制的時間卻很緊張。工程進度在前，黃永清、陳雪宇、崔恒善、李成祖、孫永紅、董亮、邵炫、郭新濤等設計人員通宵達旦討論設計方案和仿真分析，將設計圖紙反復審核7次。

　　2016年12月，經用戶檢測各項指標均達到或優于合同要求，部分指標優于歐洲散裂工程同類設備，順利完成現場驗收與交付工作，成為中國航天人承擔的散裂項目總體工程中第一個交付的項目。

　　2017年8月28日，中國散裂中子源首次打靶成功獲得中子束流，中國航天人提供的核心關鍵設備運行穩定，不辱使命。

　　2018年3月，航天廣通派出由魏世東、趙海琪、姜勇、李艷東、孫世春組成的實驗隊駐扎在散裂中子源工藝測試現場，跟蹤保障設備運行，再一次出色完成了任務。

　　不負重托 進入國際同類裝置先進行列

　　據悉，散裂中子源的建成恰逢“大科學裝置的盛世”，裝置將肩負發展中國中子散射研究和應用的重任，及擔當國家科技產業創新中心的核心裝置重托。

　　此外，中國散裂中子源通過自主創新和集成創新，在靶站、譜儀方面也取得了一系列重大技術成果，設備國產化率超過90%，顯著提升了我國在磁鐵、電源、探測器及電子學等領域相關產業技術水平和自主創新能力，使我國在強流質子加速器和中子散射領域實現了重大跨越，技術和綜合性能進入國際同類裝置先進行列。

　　建成后的中國散裂中子源成為中國首臺、世界第四臺脈沖型散裂中子源，填補了國內脈沖中子應用領域的空白，為我國材料科學技術、生命科學、資源環境、新能源等方面的基礎研究和高新技術開發提供強有力的研究手段，并為解決國家可持續性發展和國家戰略需求的許多瓶頸問題提供先進研究平臺，對滿足國家重大戰略需求、解決前沿科學問題具有重要意義。