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中国散裂中子源首次打靶成功 获得中子束流

 二氧化硅2012 2017-09-01

8月28日,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。这是工程建设的重大里程碑,提前实现目标,标志着CSNS主体工程顺利完工,进入试运行阶段。预计2018年春CSNS将按计划全部完工,正式对国内外用户开放。


8月28日上午加速器引出的质子束流首次打向金属钨靶。科研人员在靶站6号和20号中子束线分别测量到从两个不同慢化器输出的中子能谱,散裂中子源顺利获得中子束流。


陈和生院士表示,自2001年2月科学家们在香山会议上提出建设CSNS的设想。中国科学院从2006年起支持了相关关键技术的预研,攻克了诸多技术难题。加速器、靶站和谱仪工艺设备的批量生产在全国近百家合作单位完成,许多设备的研制达到国内外先进水平,设备国产化率达到96%以上。


CSNS建在13米到18米的地下,工程主要建设内容包括1台8千万电子伏特的负氢离子直线加速器、1台16亿电子伏特的快循环质子同步加速器、2条束流运输线、1个靶站、首批建设3台谱仪及相应的配套设施和土建工程。


CSNS将是国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台,首批建设的三台谱仪为通用粉末衍射仪、多功能反射仪、小角散射仪。


通用粉末衍射仪主要用于研究物质的晶体结构和磁结构,以满足来自材料科学、纳米科学、凝聚态物理和化学等众多领域的科学研究和工业应用的需求。


多功能反射仪通过分析来自样品的反射中子,研究物质的表面和界面结构,主要应用领域包括各种新型薄膜材料的结构、磁性低维结构及表面磁性、聚合物LB膜及生物膜的结构和界面现象等。


小角散射谱仪用于探测物质体系在1~100纳米尺度内的微观和介观结构,实验应用范围将包含化学、物理、生物、材料和地质等广泛学科,服务于国家能源、环境、生物和新材料等诸多高科技研发领域。


建成后的CSNS将成为世界第四台脉冲式散裂中子源,在材料科学技术、生命科学、物理、化学化工、资源环境、新能源等诸多领域具有广泛应用前景,将为我国产生高水平的科研成果提供有力支撑,为解决国家可持续性发展和国家安全战略需求的许多瓶颈问题提供先进平台,并将成为广东省正在建设产业科创中心的核心单元,为粤港澳大湾区科技发展和产业升级作出重大贡献。


CSNS是国家“十一五”期间立项、“十二五”期间重点建设的重大科技基础设施,由中国科学院和广东省共同建设,国家批复投资18.8亿元。CSNS于2011年10月奠基;2014年10月,加速器首台设备——负氢离子源投入安装;2017年7月,快循环同步加速器成功将质子束流加速到设计能量1.6GeV。2017年8月28日, CSNS优质、按期完成了主要建设任务。未来散裂中子源还计划进行二期建设,包括新建谱仪,并将功率从100千瓦升级到500千瓦。


图1 散裂中子源园区鸟瞰图


图2 质子束流第一次打靶在6号束线测量的中子飞行时间谱


图3 工程建设人员合影





来源:中国科学院高能物理研究所

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