微觀世界的“超級顯微鏡”！探秘粵港澳大灣區(qū)的“國之重器”

這個五一假期，全國各地的許多科研人員仍然奮戰(zhàn)在創(chuàng)新一線，許多大科學裝置也在持續(xù)運轉。探秘國之重器，一起走進位于粵港澳大灣區(qū)的大科學裝置——中國散裂中子源。

散裂中子源也被稱作“超級顯微鏡”，它的建成使我國成為世界第四個擁有脈沖型散裂中子源的國家。這個位于廣東東莞的大科學裝置占地達400畝，約630多個籃球場大小。主要由直線和環(huán)形加速器，以及靶站譜儀組成。有了它，科研人員就可以觀察相當于頭發(fā)絲十萬分之一的微觀世界，直抵分子和原子的內部，實現(xiàn)對于其靜態(tài)微觀結構和動力學機制的研究。

2018年一期項目正式投用以來，到目前共完成了2500多項實驗課題，相關成果直接應用于新能源、高性能合金、高分子、信息材料等眾多領域。當前，該裝置國內外注冊用戶已超過1萬人。中國散裂中子源二期工程也于2024年開工建設，2029年建成后，該裝置的綜合能力將得到大幅提升和拓展。

坐落在粵港澳大灣區(qū)的

“超級顯微鏡”

五一假期，科研人員們在忙些什么？一起走進中國散裂中子源這個由微小粒子成就的國之重器。

總臺央視記者 黃達：如果把整個散裂中子源比作“超級顯微鏡”，這里的一個個實驗裝置就相當于擁有不同功能的鏡頭。科研工作者如何用它們實現(xiàn)對頭發(fā)絲十萬分之一的微觀世界的觀測呢？這就要說到大裝置名稱里的“中子”。中子是一種微觀粒子，它有著不帶電、穿透性強、對氫元素敏感等特質，因此被科學家視作探索微觀世界的理想探針。

自建成以來，整個大科學裝置除了每年3個月的設備檢修期外，其他9個月每天24小時都有來自各地的科研團隊在這里進行各種課題研究，全年5000小時左右的運行時長達到了全球同類裝置中的最高。

記者：除了新能源電池實驗，這里還進行著哪些實驗？

散裂中子源科學中心主任、中國散裂中子源二期工程總指揮 王生：散裂中子源廣泛應用于材料科學、物理、化學、生命科學和工程技術等領域。在一臺中子成像譜儀上，剛剛完成了一個重要的文物考古的實驗，對一件腐蝕嚴重的漢代金屬書刀進行了無損檢測，成功實現(xiàn)了對其內部材料和結構的解析。

高壓譜儀可以模擬海底千米以上的壓力，正在用它進行深海可燃冰結構的研究實驗，屏幕上的這些峰值就是通過中子衍射直接測量出的結果，這些峰就像材料的“指紋”，每個峰都對應材料內部原子或磁矩的特定排列。通過解析這些峰，我們可以得到材料的原子級三維圖像。

大科學裝置上也開展了很多重大裝備關鍵部件的金屬疲勞研究，像高鐵車輪、航空發(fā)動機軸承和葉片。2029年二期工程建設完成后，譜儀數(shù)量將從現(xiàn)在的11臺增加到20臺，屆時可以開展更多的中子散射實驗。

記者：作為在大灣區(qū)建設的首臺大科學裝置，中國散裂中子源和粵港澳三地科研機構有著怎樣的合作？

散裂中子源科學中心主任、中國散裂中子源二期工程總指揮 王生：比如說，和香港城市大學合作建設的物理譜儀是我們和港澳合作的典范。對于港澳的科研團隊來說，去國外完成同類實驗，申請機時困難且費時費力，現(xiàn)在在家門口有了自己的裝置，以前需要幾周完成的工作，現(xiàn)在幾天就可以完成。

總臺央視記者 黃達：去年，深圳—香港—廣州創(chuàng)新集群首次超過日本的創(chuàng)新集群，榮登“世界百強創(chuàng)新集群”排行榜榜首，今年的政府工作報告更是以打造世界級科技創(chuàng)新策源地來定位粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心的未來建設。隨著包括大科學裝置在內的科研基礎設施的不斷發(fā)展完善，粵港澳三地攜手繪制的科創(chuàng)板圖正在廣度和深度上持續(xù)拓展，在不斷為高質量發(fā)展和中國式現(xiàn)代化建設注入強勁動力。

來源：中央廣播電視總臺

責任編輯：曹旸