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中國散裂中子源首次打靶成功獲得中子束流

發(fā)布時間:2017-09-05

  8月28日,位于廣東東莞的國家大科學工程——中國散裂中子源(CSNS)首次打靶成功,獲得中子束流。這是工程建設的重大里程碑,提前實現(xiàn)了今年秋天首次獲得中子束流的目標,標志著CSNS主體工程順利完工,進入試運行階段。預計CSNS將在2018年春全部完工,正式對國內(nèi)外用戶開放。

  28日上午10時,在CSNS靶站譜儀控制室,科研人員緊張待命,進行質(zhì)子束流打靶前的最后準備,期待共同見證工程歷史性的一刻。在中國科學院院士、CSNS工程總指揮兼工程經(jīng)理陳和生發(fā)出指令后,從加速器引出的質(zhì)子束流首次打向金屬鎢靶。10時56分,科研人員在靶站6號和20號中子束線分別測量到從兩個不同慢化器輸出的中子能譜,散裂中子源成功獲得中子束流。CSNS優(yōu)質(zhì)、按期完成了主要建設任務,質(zhì)子束流在低流強和高流強狀態(tài)下均一次打靶獲得成功,表明加速器和靶站設計科學合理,證明了各項設備加工制造與安裝調(diào)試的高質(zhì)量和高可靠性,調(diào)試進度大大優(yōu)于國際上其他散裂中子源。

  CSNS是國家“十一五”期間立項、“十二五”期間重點建設的重大科技基礎設施,由中科院和廣東省共同建設,法人單位為中科院高能物理研究所,共建單位為中科院物理研究所。2006年項目選址于廣東省東莞市大朗鎮(zhèn),2007年2月中科院和廣東省政府、高能所與東莞市政府分別簽訂了散裂中子源落戶東莞共建協(xié)議。工程于2011年10月奠基,國家批復投資18.8億元。廣東省和東莞市對CSNS建設給予了巨大支持。

  早在2001年,科學家們就在香山科學會議上提出了建設CSNS的設想。中科院從2006年起支持了相關關鍵技術的預研,攻克了諸多技術難題。加速器、靶站和譜儀工藝設備的批量生產(chǎn)在全國近百家合作單位完成,研制的許多設備達到國內(nèi)外先進水平,設備國產(chǎn)化率達到96%以上。

  CSNS整個裝置建在13米到18米的地下,工程主要建設內(nèi)容包括一臺8千萬電子伏特的負氫離子直線加速器、一臺16億電子伏特的快循環(huán)質(zhì)子同步加速器、兩條束流運輸線、一個靶站、首批建設的三臺譜儀(通用粉末衍射儀、多功能反射儀、小角散射儀)及相應的配套設施和土建工程。其中,通用粉末衍射儀主要用于研究物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)和磁結(jié)構(gòu),以滿足來自材料科學、納米科學、凝聚態(tài)物理和化學等眾多領域的科學研究和工業(yè)應用的需求。多功能反射儀通過分析來自樣品的反射中子,研究物質(zhì)的表面和界面結(jié)構(gòu),主要應用領域包括各種新型薄膜材料的結(jié)構(gòu)、磁性低維結(jié)構(gòu)及表面磁性、聚合物LB膜及生物膜的結(jié)構(gòu)和界面現(xiàn)象等。小角散射譜儀用于探測物質(zhì)體系在1~100納米尺度內(nèi)的微觀和介觀結(jié)構(gòu),實驗應用范圍將包含化學、物理、生物、材料和地質(zhì)等廣泛學科,服務于國家能源、環(huán)境、生物和新材料等諸多高科技研發(fā)領域。

  建成后的CSNS將成為世界第四臺脈沖式散裂中子源和國際前沿的高科技、多學科應用的大型研究平臺,在材料科學和技術、生命科學、物理、化學化工、資源環(huán)境、新能源等諸多領域具有廣泛應用前景,將為我國產(chǎn)生高水平的科研成果提供有力支撐,并為解決國家可持續(xù)發(fā)展和國家安全戰(zhàn)略需求的許多瓶頸問題提供先進平臺。CSNS還將成為廣東省正在建設的國家科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心的核心單元,為粵港澳大灣區(qū)科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級作出重大貢獻。

  質(zhì)子束流第一次打靶在6號束線測量的中子飛行時間譜

  CSNS園區(qū)鳥瞰圖


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