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解读观测中子的中国“超级显微镜”
发布时间:2017-09-01 浏览次数:

中新社东莞9月1日电 题:解读观测中子的中国“超级显微镜”

中新社记者 张素

试想面前有一张看不见的网,人们不断扔出玻璃弹珠。有的弹珠穿网而过,有的弹珠打在网上再弹向不同角度。如果弹珠发得足够多且强,人们就能通过弹珠的轨迹反向推测出网的形状。

一些科学家把组成原子核的基本粒子之一的中子比作“弹珠”,他们要描绘的“网”是在原子、分子尺度上各种物质的微观结构和运动规律。他们设计出“超级显微镜”——散裂中子源,这既是产生强脉冲中子的装置,也是探索物质微观结构的利器。

世界上已有的三台散裂中子源分别位于美国橡树岭国家实验室、英国卢瑟福实验室和日本原子能机构在茨城县东海的实验室。9月1日,中国散裂中子源工程经理、中国科学院院士陈和生宣布,中国散裂中子源主体工程顺利完工,进入试运行阶段。

“超级显微镜”长啥样?

坐落于广东省东莞市大朗镇的中国散裂中子源,乍看是几栋银灰色的建筑物。陈和生指着沙盘说,工程“奥秘”在地下。

整个装置建在地下十余米处。负氢离子束流通过长200米的直线加速器和束流输运线,能量达到80兆电子伏特。“它们”转弯“跑”入周长228米的快循环同步加速器,经剥离膜转变为质子,再“跑”两万圈,把能量提高20倍、达到16亿电子伏特。

接着,高能量的质子撞击到钨金属靶上释放出中子。中子形成的极强中子束流经慢化后与试验样品发生散射,即“弹珠入网”。用户便可以通过中子散射谱仪进行探测。

陈和生说,中国散裂中子源规划了20台中子谱仪,首批建设3台,包括用于研究物质的晶体结构和磁结构的通用粉末衍射仪,研究物质的表面和界面结构的多功能反射仪,以及探测物质体系在1至100纳米尺度内的微观和介观结构的小角散射仪。

“我们预留出足够的升级空间,现在正在向国家申请二期工程建设,届时新建谱仪,并把束流功率从100千瓦升级到500千瓦。”陈和生对中新社记者说。

“超级显微镜”由谁建?

中国散裂中子源在“十一五”期间立项、“十二五”期间重点建设,这是迄今为止中国单项投资规模最大的大科学装置,由中国科学院和广东省共同建设,娱乐世界官方网站。项目法人单位为中国科学院高能物理研究所,共建单位为中国科学院物理研究所。