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中国散裂中子源四台谱仪在广东东莞投入运行

2021-11-11 10:44     来源:科学网     宇宙射线中国散裂中子源高能物理大科学装置

大科学装置是打造原始创新的国之重器。截至目前,我国投入运行和正在建设的大科学装置达到50多个,在材料、能源、生命、工程技术等学科领域的布局框架已初步成形。

如果说高海拔宇宙线观测站是捕获高能粒子雨的巡天探测装置,那么位于广东的散裂中子源就像是一个超级显微镜,可以为材料科学、生命科学等提供重要平台。中国散裂中子源2018年建成,成为世界四大脉冲散裂中子源之一。如今,这一大科学装置已有四台谱仪正式投入运行,成为重要的原始创新策源地。

位于广东东莞松山湖的中国散裂中子源,科研人员正在调试的这台谱仪设备,在改造升级之后将用于航空航天、高铁等大型高端部件的残余应力可靠性检测。

中国科学院高能物理研究所东莞研究部中子科学部副主任 张俊荣:我们现在在做的调试正在给下一个用户实验做准备,他们做的这个材料是高端轴承,我们现在重要的是要推进这个国产的高端轴承的一个突破。

运用于航空发动机的国产高端轴承要想通过鉴定投入使用,就需要测量它的残余应力并提升加工工艺,这也是散裂中子源的重要任务之一。由于中子不带电,穿透性强,可研究高温、高压、极低温、强磁场等极端条件下的物质特性,在研究高端轴承等大型部件内部结构和应力方面具有独特优势。

服务全球2600多位用户 完成课题超500项

中国散裂中子源正式运行以来,加速器质子束流打靶功率达100千瓦,提前一年半达到设计指标。目前已服务全球2600多位用户,完成课题超过500项,包括新型锂离子电池材料结构、太阳能电池、芯片中子单粒子效应等,同时也开展了航空材料、可燃冰、页岩气和催化剂等领域的前期研究。

二期工程即将启动 谱仪将扩建到20台左右

目前,中国散裂中子源正准备进行二期工程建设,未来谱仪数量将扩建到20台左右,打靶功率将从100千瓦提升到500千瓦,意味着在同样实验精度下,数据采集时间是原来的1/5,而且可以研究更小的样品,观察更快的过程,为前沿科学研究、国家重大需求和国民经济发展提供更先进的研究平台。

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