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科普达人秀︱最大科学装置打靶成功!中国散裂中子源中..

2017-09-07 来源:  浏览:    关键词:“十二五”
摘要:38所研发人员彭卫博士介绍,该设备在中国散裂中子源调试束流及打靶获得中子束过程中,实测相位精度达到0.2度,技术指标领先国外同类商业产品;单次调束时间由过去34天缩短至现在2030分钟,极大地...

8月28日,我国“十二五”期间建设的规模最大的大科学装置、位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功,获得中子束流。这标志着该项目主体工程顺利完工,进入试运行阶段。这是继英国、美国、日本之后的世界第四台脉冲式散裂中子源,预计2018年春,中国散裂中子源将按计划全部完工,正式对国内外用户开放。

这么高大上的大科学装置,里面有没有“安徽元素”?

当然有!小编想说的是:中国的很多科技进展,没有安徽还真不行,比如“墨子号”卫星、“人造小太阳”……

目前,中国散裂中子源是我国唯一能通过加速器打靶产生中子的装置。记者9月5日从中国电科38所获悉,由该所研制的直线加速器束流相位测量电子学系统,就直接参与了中国散裂中子源的首次打靶。

中国散裂中子源到底是什么?小编先来科普一下:

物质由分子和原子构成,原子由原子核和核外电子构成,原子核则由质子和中子构成。这些知识,是不是似曾相识?对,这些全是高中物理书上的内容!

下面继续——当一个高能质子打到重原子核上时,一些中子就会被轰击出来,这个过程被称为散裂反应。被轰击的原子核温度升高,更多中子会“沸腾”起来并脱离原子核束缚。散裂反应的过程,就如同将一个垒球用力投到装满球的筐中,一些球会立刻蹦出来,而更多球会弹跳并翻出筐外,每个与原子核相作用的质子能轰击出20-30个中子。

所谓散裂中子源,通俗地说,就是一个用中子来了解微观世界的工具,因此被形象地称作“超级显微镜”。目前,全球正在运行的脉冲式散裂中子源主要有英国散裂中子源、美国散裂中子源和日本散裂中子源。建成后的中国散裂中子源,是世界第四台脉冲式散裂中子源。

中国散裂中子源环大厅鸟瞰图

未来,散裂中子源还将向国家申请二期工程建设,届时将新建谱仪,并将功率从100千瓦升级到500千瓦。当然,中国散裂中子源并非国内唯一能产生中子的装置,我国还有两个反应堆中子源装置——中国先进研究堆和中国绵阳研究堆,它们可以提供连续中子束。

期待已久的“安徽元素”,到底厉害不厉害?别急,小编慢慢介绍:

既然能参与中国散裂中子源首次打靶,其“超强本领”肯定不用质疑!专家已经说了,束流相位的精确测量,是直线加速器调束过程中重要的一环,直接关系中国散裂中子源的建设进度。2015年3月,中国电科38所成功中标直线加速器束流相位测量电子学系统。历经一年多技术攻关,38所通过科技创新,采用数字解调技术,首次实现了束流相位的全数字化工程测量。

中国电科38所研制的直线加速器束流相位测量电子学系统

38所研发人员彭卫博士介绍,该设备在中国散裂中子源调试束流及打靶获得中子束过程中,实测相位精度达到±0.2度,技术指标领先国外同类商业产品;单次调束时间由过去3-4天缩短至现在20-30分钟,极大地提高了调束效率,为散裂中子源主体工程提前完工提供了有力支持。同时,其束流位置测量核心技术将打破国外垄断,为设备国产化奠定坚实基础。

中国散裂中子源直线加速器

中国散裂中子源靶心全貌

中国散裂中子源到底有啥用?先来看个真实案例:

1998年6月,德国一辆城际快车意外出轨,事故元凶竟然是老化的车轮。车轮在英国散裂中子源上检测,发现其中的内部裂痕。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,对它的研究成了避免类似灾难发生的关键。

如今,科学家已经可以在散裂中子源上,测量研究轮轨和机翼的剩余应力,优化机械加工工艺,使高铁和飞机变得更安全舒适。

专家说,作为“超级显微镜”,中国散裂中子源建成后,有望在物理学、化学、生命科学、材料、纳米科学、新能源等学科取得重大基础研究和应用研究成果,如测定磁性材料的复杂磁性结构、理解高温超导晶格与自旋动力学原理、理解锂离子电池充放电过程原位机制、揭示储氢材料原子分布与结构的动态等基础性前沿研究成果。

是不是依然很懵?其实,学文科的小编,也没有全懂。

不明觉厉,记得为安徽科技“点赞”就对了!

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