“超级显微镜”将给生活带来哪些改变
从提出设想到验收达标,这台总投资约23亿元的散裂中子源走过了18年的历程。中国科学院把这个“国之重器”比喻成研究物质微观结构的“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。
“散裂中子源就像是个超级显微镜,用中子当“探针”,探索物质微观结构。治疗癌症、检测飞机高铁安全性都需要用到它。”散裂中子源项目负责人陈和生院士以光学显微镜和棒球场比喻说明:“很多人都用过光学显微镜去观察肉眼无法直接看到的细胞和细菌。而中子探测的世界,可能更微观,用中子照相的方法,可以观测一滴水是如何从一株植物的根部运输到枝叶上。如果原子的直径能放大到棒球场那么大,那中子就像场中一个蚂蚁那么小,这小到用放大镜也看不见的粒子。”
陈和生解释,中子并不好产生。将质子加速到相当于0.9倍光速速度,当“子弹”去轰击原子系数很高的重金属靶,金属靶的原子核会被撞击出质子和中子两种粒子,科学家通过特殊的装置“收集”中子,中子散射就像“探针”,可以探索物质微观结构。
陈和生说,无论是高铁的轮轨,还是飞机的涡轮、机翼里面都有应力,它决定了高铁和飞机使用寿命和安全性,但是这个应力看不到、摸不着,如何把它研究清楚,成了从根本上避免安全事故再次发生的关键。应用散裂中子源用中子散射研究,可找到金属疲劳的规律,从而制定保证车轮安全的技术措施。
25日,中国科学院高能物理研究所、东莞市委市政府联合召开新闻发布会称,建在广东东莞的我国“十一五”国家重大科技基础设施——中国散裂中子源已按期、高质量完成了全部工程建设任务,并于当天通过中国科学院组织的工艺鉴定和验收。
据悉,这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、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。
中国散裂中子源靶心全貌