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“超级显微镜”跻身世界前列

  • 发布时间:2014-11-03 05:53:02  来源:经济日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  图片说明:① CSNS工程主要装置之一的加速器首台设备——负氢离子源在东莞散裂中子源园区,顺利进入隧道安装。正在动工建设的环形基地最深处达17米。

  ② CSNS首台设备的安装,标志着整个CSNS项目正式进入设备安装阶段,为2016年试运行打下了坚实基础。

  (资料图片)

  10月20日,我国“十二五”期间重点建设的两台大科学装置之一——中国散裂中子源项目(Chinese Spallation Neutron Source ,简称CSNS)迎来了奠基3周年。就在之前的10月15日,该工程的第一台设备顺利安装,标志其建设即将全面进入设备安装阶段。

  作为我国目前最大的大科学装置,中国散裂中子源就如同一台“超级显微镜”,能为众多前沿学科提供一个功能强大的综合性研究平台。它的“驾临”,将会给我国科技发展、经济建设乃至普通群众的生活带来哪些改变呢?本报记者近日来到CSNS项目所在的广东东莞市大朗镇,采访了项目建设的科学家。

  探寻微观世界

  10月15日上午10时35分,CSNS工程主要装置之一的加速器首台设备——负氢离子源在东莞散裂中子源园区顺利进入隧道安装。记者来到现场,见到已初步建成的主装置区。从主装置区往下看,地下正在动工建设一个巨大的环形基地,最深处达17米,整个工程片区看上去非常壮观。

  CSNS项目总规划用地1000亩,总投资约21.699亿元,由中国科学院和广东省人民政府共同建设。按照设计,工程建设周期6.5年,预计2016年进入试运行阶段, 2018年前后建成。建成后的CSNS将成为中国最大的科学装置,和美国散裂中子源、日本散裂中子源、英国散裂中子源一起,构成世界四大脉冲式散裂中子源。

  国家为何花巨资建设CSNS?

  前来出席安装仪式的中国散裂中子源工程总指挥、中科院院士陈和生介绍,CSNS就像一台“超级显微镜”,能为众多前沿学科提供一个功能强大的综合性研究平台,让国内外用户开展研究,包括物理学、化学、生命科学、材料科学、纳米科学、医药、国防科研和新型核能开发等学科领域,并为多学科间的渗透、融合创造条件,促进我国科技进步的飞跃。

  据介绍,CSNS的性能优越,首批建设的3台中子谱仪居国际先进水平,可同时容纳上百名不同领域的科学家开展研究。全部20台中子谱仪建成后,每年研究人员的容量可达上千人。中科院高能物理所工程科技委主任方守贤院士透露,CSNS目前已确定的首批用户达100多个,国内潜在用户在500个以上。

  说起散裂中子源的原理,对一般人来说颇难理解。简单地说,中子由于不带电,穿透性强,且不具有破坏性,是研究物质微观结构的理想“探针”。CSNS工作时,由质子加速器产生高能质子,轰击重金属靶,将重金属的原子核打碎发生散裂反应,产生高通量、短脉冲中子。科研人员通过测量中子能量和动量的变化,从而得以获知物质内部世界的信息。

  此次CSNS首台设备的安装,对整个项目进程意义重大。据介绍,负氢离子源是整个CSNS装置的源头,它能否提供高品质和稳定性好的束流,关系到整个散裂中子源的性能和效率。它的顺利安装,也标志着整个CSNS项目正式进入设备安装阶段,为2016年试运行打下了坚实基础。

  落户科学洼地

  在设备安装当天,许多记者向陈和生提到这样一个问题:这么“高大上”的装置为何舍弃大城市落户东莞?

  “3年前CSNS奠基时就有人问我,‘东莞是打工者集中的地方,你们为什么要过去?’”陈和生笑道,“的确,以往大型的科学装置都会选择落户北京或者上海,但这次并没有这样做。首先在北京要找一块这么大的工程用地是很困难的,其次珠三角地区对CSNS有着强烈的意愿。”

  事实上,“高大上”的CSNS之所以舍弃京沪而落户东莞,正是出于要让其更好“落地”,服务科技和经济发展的考虑。

  “我们都知道,珠三角地区的经济实力很强,GDP甚至很快就要赶上韩国了,但两者之间的科技差距还很大。包括东莞在内的珠三角地区现在都在经济转型,高新技术产业快速发展,CSNS落户可以让珠三角的应用科学实力与经济实力及转型升级的需求相匹配。”陈和生说。

  “CSNS项目投入使用后并不会直接产生GDP,只是让所有的科研机构免费使用。”陈和生说。但实际上,CSNS的落户已经对地方科技和经济产生了明显的带动效应。

  陈和生介绍,CSNS正在积极引进相关产业高科技企业落户东莞,为项目提供配套产品。目前,广东中能加速器科技有限公司已经落户东莞松山湖高新区,预计2015年初投入使用,计划5年内打造成全国最大的加速器研发和产业化基地,成为中国医用加速器能量覆盖最广、射线品类最多、使用范围最宽的民用加速器领军企业,综合经济效益将达到十亿元以上。

  项目所在的大朗镇,正围绕CSNS项目规划建设20平方公里的大朗科学城,依托CSNS辐射带动作用,引进更多国家级乃至世界级的重大科学装置和实验室,搭建和运营国家实验室群。同时,发展新材料产业、民用核技术产业、生物医药产业和科技服务产业“四大产业”,促进CSNS科技成果的转化。

  对于普通人而言,CSNS项目又有哪些意义呢?陈和生给记者举了个例子。“十几年前,德国的一次高铁事故造成了巨大的人员伤亡,事故原因是车轮老化。今后将经过CSNS测试制造出来的材料用在高铁身上,那乘客们的安全系数会大大增加。此外,现在有些飞机失事导致机身断裂,CSNS今后也或许能研制出更好的机身材质。”

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  辐射剂量对人体无害

  有人担心CSNS项目对居民安全性的影响,陈和生认为没有必要。“在CSNS装置附近居住一年,所受到的辐射剂量仅相当于乘一次飞机。”他解释说,CSNS运行时会产生X射线、γ射线和中子等,它们都具有放射性,但主要为瞬时辐射,只要加速器一停机,这种瞬时辐射随即消失,不再对环境造成影响。其实,辐射并不可怕,人类生活在地球上,每时每刻都受到天然存在的宇宙射线和各种电离辐射源的照射。CSNS装置对人体的辐射剂量远远低于宇宙射线产生的照射,大约只相当于宇宙射线对人体照射剂量的十分之一。

  此外,中科院高能物理所正高级工程师、CSNS工程办公室主任陈延伟介绍,CSNS只是一个射线装置,遇到地震等极端情况,只要按下控制室的开关,射线就会全部消失。

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