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【国际在线】中国散裂中子源在东莞首次打靶成功获得中子束流
2017-09-04|文章来源:黄楚芳 杨乐茹 |浏览次数: |【
 

   

  中国散裂中子源在东莞首次打靶成功获得中子束流采访活动现场。(摄影 黄楚芳)

   

  中国散裂中子源在东莞首次打靶成功获得中子束流采访活动现场。(摄影 黄楚芳)

  8月28日,位于东莞市大朗镇的中国散裂中子源首次打靶成功,获得中子束流,标志着散裂中子源主体工程完工,并投入试运行。

  散裂中子源是用中子来了解微观世界的工具,如一台“超级显微镜”,可以研究DNA、结晶材料、聚合物等物质的微观结构,是国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台。整个项目预计2018年建成,届时它将成为世界四大散裂中子源之一。依托散裂中子源,东莞市正规划建设总面积约45.7平方公里的中子科学城,打造国内领先、世界闻名的国家综合性科技创新中心和面向全国全球的创新驱动发展新高地。

  世界四大散裂中子源之一 如“超级显微镜”看微观世界 

  中国散裂中子源(CSNS)是国家“十二五”国民经济和社会发展规划中重点建设的重大科技基础设施,是国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台。

  散裂中子源是通过来自大型加速器的高能质子轰击重金属靶,引起金属原子的散裂反应,释放出大量的中子,然后这些中子形成非常强的中子束流,中子慢化后与样品发生散射,最后由中子谱仪接收。中子谱仪是用于测量散射中子动量、能量分布的装置,由中子导管、转子及多组中子探测器等组成。科学家们就根据这些中子散射的数据分析出被观测物体的微观特征,供科学和工业研究用。

  简单地说,散裂中子源就是一个用中子来了解微观世界的工具,如一台“超级显微镜”,可以研究DNA、结晶材料、聚合物等物质的微观结构。

  中国散裂中子源从2005年起就开始选址,项目最终落地在东莞大朗,除了因大朗镇地质结构稳定适合建设,主要为了优化中国大科学装置的布局,将中科院雄厚的科研实力与珠三角地区强劲的经济实力相结合,发挥东莞在珠三角中地理位置优越的作用。

  中国散裂中子源项目于2007年正式落户东莞市,于2011年10月奠基动工。项目主要建设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、3台谱仪及相应的配套设施和土建工程。2018年建成后,它将成为世界四大散裂中子源之一。

  散裂中子源大科学装置建成后,需要通过建设谱仪设施和相应的实验室进行科学研究和成果转化。中国散裂中子源按可满足20台谱仪接口进行设计和建设,目前,国家已同步投入建设了通用粉末衍射仪、小角散射仪、多功能反射仪3台谱仪,主要用于基础科学研究领域。后续的17台谱仪作为宝贵的科研资源,成为各方争相合作的对象。目前,作为建设“高水平理工科大学”的措施之一,东莞理工学院牵头拟建1台多物理谱仪;东莞材料基因高等研究院拟建1台材料谱仪;南方科技大学准备筹建1台高压谱仪;工信部五所拟建1台大气中子谱仪。

  依托散裂中子源 东莞规划建设中子科学城 

  中国散裂中子源建成在即,东莞市通过借鉴国内外大科学装置的相关做法以及启示,结合在国家自主创新示范区和广深科技创新走廊的视野下,规划建设东莞中子科学城,打造为国内领先、世界闻名的国家综合性科技创新中心和面向全国全球的创新驱动发展新高地。

  东莞中子科学城规划范围由松山湖南部片区、大朗象山片区、散裂中子源及生态绿地等三部分构成,总面积约为45.7平方公里。其中,松山湖南部片区北、西至松木山水库岸线,南至松山湖园区边界线,东至莞深高速,现状主要以总部基地和研发用地为主,总面积约8.9平方公里。大朗象山片区为环湖路、虎岗高速、莞深高速围合的地区,现状主要以旧村和旧厂房为主,总面积约为11.8平方公里。散裂中子源及生态绿地为虎岗高速以南、巍峨山以北地区,现状以大科学装置及生态山林为主,总面积约25平方公里。

  据悉,该区域是广深科技创新走廊的重要战略节点,是东莞和松山湖园区未来的科技创新核心地区,也是东莞松山湖片区实施“1+6”统筹联动组团发展战略的重点发展先行区。

  目前,该区域已集聚了一批具有国际影响力和国际化视野的高端创新要素,主要包括中国散裂中子源、华为终端总部、中集智谷等科研创新机构和国际化企业。其中,散裂中子源是中国迄今最大的大科学装置,华为终端总部是华为目前最大的研发中心,将在加快创新要素及上下游企业集聚、打造松山湖片区乃至全市经济增长极上发挥重要作用。

  此外,该区域将集聚大量高素质人才。根据预测,仅松山湖南部片区未来将集聚约7.8万以研发为主的高端人才。2018年底,华为终端项目将进驻3万研发人员。同时,结合世界散裂中子源发展的经验,高峰时将约有600名科学家可以同时在散裂中子源及周边地区开展科学研究。高科技、高素质人才集聚的整体趋势十分明显。

  为加快该区域的开发建设,做好整体规划工作,早在2016年10月,松山湖(生态园)管委会已通过国际咨询方式在全球范围内邀请设计单位,先行开展了松山湖南部滨湖地区的城市设计工作和大朗象山片区、散裂中子源的空间发展策略研究工作,目前已形成初步成果。

  地处制造业名城 散裂中子源科技成果转化已迈出第一步 

  中国散裂中子源位于制造业名城——东莞,与制造业紧密结合。这是其他三大散裂中子源所不具备的优势。

  近年来,东莞大力实施创新驱动发展战略,以科技创新支撑引领全市经济社会发展和产业转型升级。目前,东莞拥有国家高新技术企业2028家,数量居全省地级市首位。累计引进省市创新科研团队58个、创新创业领军人才55个,其中省创新科研团队数量稳居全省地级市首位。全市拥有国内有效发明专利量为13319件,位居全省地级市首位。2017年上半年东莞市高技术制造业完成工业增加值604.59亿元,同比增长21.4%,占全市规模以上工业增加值比重达39.3%,较去年同期增加2.4个百分点。2016年全市R&D占GDP比重达2.41%,同比增长0.05个百分点,排名全省第三。东莞的创新综合实力不断增强,产业高级化发展态势明显。

  如何将东莞制造的优势与散裂中子源的科技成果转换相结合形成合力,推动散裂中子源及其相关核心技术成果转化和产业化,吸引一大批国内外高校、科研机构、高新技术企业来周边落地,形成相关产业的集聚发展,从而为东莞增加新的经济增长极,打造东莞城市新名片,是东莞市一直探索的方向。

  中国散裂中子源落户东莞后,带动了国内特别是大珠三角地区的中子散射的科技和工业应用的迅速发展,合作单位包括中山大学、华南理工大学、工业和信息化部电子第五研究所、中国科学院深圳先进技术研究院等一批大学和研究院所。2016年,东莞市与高能物理研究所分别在松山湖、大朗镇筹划建立东莞高能前沿技术应用产业创新中心和东莞市大朗先进技术研究院。2017年8月,中科院高能物理研究所与东阳光集团签署了硼中子俘获治疗项目合作协议,标志着中国散裂中子源科技成果转化迈出了第一步。

  中国散裂中子源建成后将成为世界一流的大型中子散射多学科研究平台,为材料科学技术、新能源等领域的基础研究和高新技术开发提供强有力的研究手段。为充分推动材料技术领域发展,按照2016年全省科技创新平台体系建设工作会议精神,先进高端材料广东省实验室将落户东莞市,围绕散裂中子源大科学装置,整合省内外有关资源共同建设。

  接下来,材料科学广东省实验室将由华南理工大学、散裂中子源双方牵头,省市共建(共同支持),整合中科院高能所、广东省科学院、东莞理工大学、材料基因高等理工研究院等科研资源,形成“前沿研究、应用研究、产业技术研究、产业转化”全链条研究模式,建成具有国际重大影响的人才、科技、创新高地。

 

 
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