微觀世界的“超級顯微鏡”！探秘粵港澳大灣區的“國之重器”

這個五一假期，全國各地的許多科研人員仍然奮戰在創新一線，許多大科學裝置也在持續運轉。探秘國之重器，一起走進位于粵港澳大灣區的大科學裝置——中國散裂中子源。

散裂中子源也被稱作“超級顯微鏡”，它的建成使我國成為世界第四個擁有脈沖型散裂中子源的國家。這個位于廣東東莞的大科學裝置占地達400畝，約630多個籃球場大小。主要由直線和環形加速器，以及靶站譜儀組成。有了它，科研人員就可以觀察相當于頭發絲十萬分之一的微觀世界，直抵分子和原子的內部，實現對于其靜態微觀結構和動力學機制的研究。

2018年一期項目正式投用以來，到目前共完成了2500多項實驗課題，相關成果直接應用于新能源、高性能合金、高分子、信息材料等眾多領域。當前，該裝置國內外注冊用戶已超過1萬人。中國散裂中子源二期工程也于2024年開工建設，2029年建成后，該裝置的綜合能力將得到大幅提升和拓展。

坐落在粵港澳大灣區的

“超級顯微鏡”

五一假期，科研人員們在忙些什么？一起走進中國散裂中子源這個由微小粒子成就的國之重器。

總臺央視記者 黃達：如果把整個散裂中子源比作“超級顯微鏡”，這里的一個個實驗裝置就相當于擁有不同功能的鏡頭?？蒲泄ぷ髡呷绾斡盟鼈儗崿F對頭發絲十萬分之一的微觀世界的觀測呢？這就要說到大裝置名稱里的“中子”。中子是一種微觀粒子，它有著不帶電、穿透性強、對氫元素敏感等特質，因此被科學家視作探索微觀世界的理想探針。

自建成以來，整個大科學裝置除了每年3個月的設備檢修期外，其他9個月每天24小時都有來自各地的科研團隊在這里進行各種課題研究，全年5000小時左右的運行時長達到了全球同類裝置中的最高。

記者：除了新能源電池實驗，這里還進行著哪些實驗？

散裂中子源科學中心主任、中國散裂中子源二期工程總指揮 王生：散裂中子源廣泛應用于材料科學、物理、化學、生命科學和工程技術等領域。在一臺中子成像譜儀上，剛剛完成了一個重要的文物考古的實驗，對一件腐蝕嚴重的漢代金屬書刀進行了無損檢測，成功實現了對其內部材料和結構的解析。

高壓譜儀可以模擬海底千米以上的壓力，正在用它進行深?？扇急Y構的研究實驗，屏幕上的這些峰值就是通過中子衍射直接測量出的結果，這些峰就像材料的“指紋”，每個峰都對應材料內部原子或磁矩的特定排列。通過解析這些峰，我們可以得到材料的原子級三維圖像。

大科學裝置上也開展了很多重大裝備關鍵部件的金屬疲勞研究，像高鐵車輪、航空發動機軸承和葉片。2029年二期工程建設完成后，譜儀數量將從現在的11臺增加到20臺，屆時可以開展更多的中子散射實驗。

記者：作為在大灣區建設的首臺大科學裝置，中國散裂中子源和粵港澳三地科研機構有著怎樣的合作？

散裂中子源科學中心主任、中國散裂中子源二期工程總指揮 王生：比如說，和香港城市大學合作建設的物理譜儀是我們和港澳合作的典范。對于港澳的科研團隊來說，去國外完成同類實驗，申請機時困難且費時費力，現在在家門口有了自己的裝置，以前需要幾周完成的工作，現在幾天就可以完成。

總臺央視記者 黃達：去年，深圳—香港—廣州創新集群首次超過日本的創新集群，榮登“世界百強創新集群”排行榜榜首，今年的政府工作報告更是以打造世界級科技創新策源地來定位粵港澳大灣區國際科技創新中心的未來建設。隨著包括大科學裝置在內的科研基礎設施的不斷發展完善，粵港澳三地攜手繪制的科創板圖正在廣度和深度上持續拓展，在不斷為高質量發展和中國式現代化建設注入強勁動力。

來源：中央廣播電視總臺

責任編輯：曹旸