• 工程简介

    Project Introduction

    中国散裂中子源是国家“十一五”期间重点建设的十二大科学装置之首,将为我国材料科学技术、物理、化学化工、生命科学、资源环境和新能源等提供一个先进、功能强大的科研平台,成为继英国散裂中子源、美国散裂中子源和日本散裂中子源之后,全世界第四台脉冲型散裂中子源。项目落户广东省东莞市大朗镇,总投资约23亿元,由中国科学院和广东省人民政府共同建设,中科院高能物理研究所为项目法人,中科院物理研究所参建。

     

    物质结构决定了物质性质,散裂中子源就像“超级显微镜”,是研究物质微观结构的理想探针,帮人类揭开微观世界的神秘面纱。金属疲劳、可燃冰、磁性材料、化学反应催化剂的原位研究等等都必须使用散裂中子源。“空中巨无霸”空客A380机翼的铆接工艺,是在散裂中子源上试验不同的焊接和铆接方法,得到最优化的工艺。1998年德国高铁事故,科学家利用中子散射对车轮进行研究,最终找到解决方案。

     

    中国散裂中子源是各种高精尖设备组成的复杂整体,观测对象的尺度能达到分子和原子层级。它包括一台直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站,以及一期三台供科学实验用的中子散射谱仪。

     

    装置的工作原理是将质子加速到16亿电子伏特,速度相当于0.9倍光速,把质子束当成“子弹”,去轰击原子系数很高的重金属靶,金属靶的原子核被撞击产生中子,射向样品,科学家通过围绕样品的谱仪“收集”被散射的中子,获得样品物质结构的信息。

     

    中国散裂中子源的建设涉及大量先进技术,攻克了众多技术难题,设备国产化率超过90%。2011年10月,刘延东、汪洋、白春礼等领导出席工程奠基典礼。2013年7月,习近平总书记视察高能物理研究所时,非常关心散裂中子源工程建设。2014年10月,加速器首台设备进入隧道安装。2017年8月,散裂中子源首次打靶成功,顺利获得中子束流,是工程建设的重大里程碑,为党的十九大献礼。2018年3月,中国散裂中子源按期、高质量地完成了工程建设任务,建成了我国首台散裂中子源,综合性能进入国际同类装置先进行列,并迅速取得了首批重要科学成果。

     

    十余年磨一剑,2018年8月,中国散裂中子源顺利通过国家验收,验收委员会专家认为:中国散裂中子源的性能全部达到或优于批复的验收指标。装置整体设计科学合理,研制设备质量精良,靶站最高中子效率和三台谱仪综合性能达到国际先进水平;中国散裂中子源通过自主创新和集成创新,在加速器、靶站、谱仪方面取得了一系列重大技术成果,显著提升了我国在高功率散裂靶、磁铁、电源、探测器及电子学等领域相关产业的技术水平和自主创新能力,使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越。2018年9月底,中国散裂中子源正式对国内外用户开放。

     

    中国散裂中子源的建设得到了国家有关部委及广东省、东莞市的大力支持。它将对粤港澳大湾区国际科技创新中心建设提供重要的科技支撑,对满足国家重大战略需求、解决诸多领域前沿科学问题具有重要意义。

     

    小粒子成就大世界,中国散裂中子源,将展现绚丽多姿的科技魅力,为实现中华民族伟大复兴的“中国梦”贡献力量!

     

    应用领域

     

    CSNS为来自基础与应用科学研究、工程和工业应用方面的广泛领域的用户提供了开放的大型的中子散射研究和应用的平台,目前我国中子散射的用户按应用方向可划分为以下4个领域,研究和应用内容涉及:

     

    量子和无序材料 磁性和超导的弹性和非弹性散射相关材料,磁性薄膜中磁结构和磁相互作用,磁制冷材料的晶体结构和磁结构,关联电子体系等;有机材料的自旋密度分布和波,分子磁体;无序物质的原子动力学研究,多组分体系和特殊原子类型的动力学;无序,掺杂,相变,热动力学,化学和生物性质等方面。

     

    材料科学和工程 应力应变测量,中子在工程部件和工程材料的应用;研究形变和破坏的机制,工程设计和评估的模型验证,过程控制和优化;优化能量存储体系和能量转换装置的过程和材料;理解浸润过程、性质和浸润表面相互作用之间的关系等方面。

     

    软物质和生物科学 研究生物大分子的结构和动力学;研究蛋白质晶体学,对高分子体系实现功能性重要质子的精确定位;天然高分子材料、纳米材料、生物医用材料;功能性团簇的关联和自组装;药品和输运等方面。

     

    能源与环境科学 清洁能源材料(锂离子电池材料、氢能源材料和燃料电池材料,太阳能电池薄膜等);新能源(包括核能、页岩气、可燃冰等);复杂环境,非环境条件下(包括应变)的多晶聚合;高温、高压下纳米多孔性,水合的,名义上无水的矿物合成物中水分子动力学研究;时间分辨的中子反射线照射术研究流变学,研究高压下流体和溶胶的物理和化学问题;火山爆发和地震学等。

    大国工匠

    Great power craftsmen

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    马余刚

    中国科学院上海应用物理研究所研究员。1968年3月出生于浙江余姚,籍贯浙江宁海。1989年毕业于浙江大学,1994年在中国科学院上海应用物理研究所获博士学位。2017年当选为中国科学院院士。

    工程大事记

    Engineering Events

    工程参数

    Engineering parameters

    工程图片

    Engineering graphics

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