深藏在地下18米!东莞国之重器惊艳全球,世界各国抢着排队来使用

这个秘密基地帅呆了!在东莞大朗松山湖,一个庞大的科研基地拔地而起,占地40个足球场,地下18米处还藏着一台神奇的装置,是中国第一台也是世界第四台“脉冲型散裂中子源”。

这台装置自从投入运行以来,来自世界各地的100多支科研团队,纷纷向中国发起使用申请,甚至有人将研究基地都搬了过来。专家预言,该装置将成为中国科技腾飞为世界第一的关键,也是颠覆世界科技工业的重器。

不过,到底什么是“中子源”啊?究竟有什么具体用处呢?它和我们老百姓又有什么关系呢?

中国散裂中子源多学科研究基地的重要意义

我国在十一五期间提出了12项重大科技设施的建设工作,第一项就是今天我们要讨论的“脉冲型散裂中子源”。

2000年,中科院院长路甬祥参观了英国的散裂中子源ISIS,回来后便立即提交了该项目的可行性报告,他说“这是世界级实验室,中国太需要了!”。整整18年的准备,该项目在2018年8月通过验收,并于2019年2月首次完成开放运行,终于实现了当初所有人的期盼。

改革开放后的中国一直在工业制造业领域全速前进,但高科技板块相对落后,总是处处受制于人,用一下别人的散裂中子源实验室的设备,都要排好久的队,还得看人脸色行事。

我国散裂中子源科研基地的落地,对于高速发展的中国而言,具有十分重要的意义。

它是世界第四大脉冲散裂中子源科研基地,标志着我国科研领域进步神速,已处于世界领先水平;它也是中国第一项散裂中子源装置,有了它,我们再也不用排长队等着使用美英日的中子源装置,处处受限了。

它还填补了我国在该领域的空白,并为我国的物理学、材料学、医药学、核能开发的各个重要领域的学科提供了一个强大而先进的平台。

如此重要的项目当然有其不可替代性,在实际的应用中更将颠覆大众的认知。

散裂中子源在各个领域中的广泛运用

在了解其实际应用之前,我们先说一下“中子”,简单来说,中子就是微观世界里的一种粒子,它的特性是不带电荷,穿透性强,有磁矩,能识别同位素且不会破坏样品。

这些特性决定了中子对物质有强大的识别能力和分析能力。

散裂中子源就相当于一个“中子工厂”,在做检测时就通过一系列的器械,经过复杂的流程把中子分解出来,并输送到检测样品上去,最终达到检测样品的目的。在其他领域需要时就生产中子并输送。

接下来我们通过举例来说明中子具体是怎么做检测的。

自从交通工具发达了以后,也会出现很多交通事故,譬如德国城际特快就发生过突然脱轨事故,八节车厢车厢尽毁,造成了近200人伤亡,还撞毁了路桥设施。事后发现是车轮金属疲劳产生裂缝造成的,该事故的结论就是由英国的ISIS检测出来的。

当然,我们的实验室并不是来检测事故后原因的,而是要对即将投入使用或在正常使用中的配件逐一检测,确保没有事故。

假设现在我们需要对一架飞机的发动机进行检测,我们把发动机放进检测台,中子源装置运转后,就会产生大量中子轰向发动机样品(可想象成无数个肉眼看不见的弹珠向发动机砸过去),电脑上就会出现中子轰向发动机后的反弹路线,并对这些路线进行分析,哪一部分的中子反弹路线异常,就说明该样品的那个点有问题。

我们就这个例子结合中子特性解说一下,中子穿透性强,所以整个发动机内外都可以检测到,不会遗漏;中子可以识别同位素,也就是说同样的东西,但因为质量数不同而有细微差别的,它都可以分析出来;中子不伤害样品,不会因为轰击而伤到样品本身。

这是在交通工具上的检测,所谓超级显微镜,就是通过中子轰击样品,我们能看到微观世界里,样品所存在的任何问题。有了这样的检测,我国无论是民用还是军用的各种交通工具都将大大降低事故概率。

接下来再来看看对医学上的贡献。

2023年4月1日,东莞市人民医院硼中子俘获治疗中心大楼正式揭幕,这是散裂中子源科研走向实践的关键一步,更是我国在肿瘤治疗技术上的重大革新。

这项技术目前是世界最先进的癌症治疗方式之一,真正的人民福音。简单来说,这里就是利用散裂中子源治疗癌症的地方。

利用中子治疗癌症的原理是什么呢?首先给病人注射含有“硼10”的药物(硼10对人体无毒无害,但对癌细胞具有唯一亲和力)。

我们可以把“硼10”想象成定位器,进入体内后,癌细胞就会主动靠近“硼10”,定位完成后,就要打靶了,这时中子治疗束上场了,直接照射在癌症患者身上,快速寻找到硼10定位器,团灭周边靠过来的癌细胞,治疗结束。中子束在此过程中只消灭癌细胞,不伤害其他的良好细胞。

另外,中子的磁矩为现代磁学也做出了巨大贡献,各个领域都有中子的身影。对于科学家而言,这个平台推动了我国各项学科研究向前了一大步,对于普通百姓而言,更是收获了医疗和安全等多方面福祉。

中国散裂中子源的下一步发展

我国第一台散裂中子源装置的落地,装载着老中青三代人的心血,从十几年前的“北京-东莞”两头跑,到现在安家落一心科研,从当初的百把人团队到现在的500余人大家庭,一步步跨越,一项项攻克,从不退缩。

如今这支团队已经带领散裂中子源成为世界领先科研中心,成功服务了2600多名用户,完成了600多项科技课题研究并发表论文,获得了80多项国家发明专利,成果涉及新能源材料、航空材料、可燃冰、页岩、催化剂等各个领域。

10月16日新闻再爆好消息,散裂中子源团队研究出了国际上面积最大的用于中子探测的碳化硼薄膜,为国家高科技的飞速发展贡献了强大力量。

目前散裂中子源项目正在积极推进二期项目建设,该项目负责人在5月21日接待广东省省长朱小丹时表示,散裂中子源高能所取得了重大物理成果后,正在积极部署二期实验——江门中微子实验室,装置选场址初步拟定在位于广东省江门开平市赤水镇。

相信在省政府及中科院的双方努力下,我国的国家重大科技基础设施将逐步完善,科技水平也将迅速赶超国际。

结语

随着国家对科技发展的重视和推进,我国在该领域已经彻底站起来了,世界第四台脉冲型散裂中子源作为我国国家大科学装置悄然崛起,就是最好的证明。

随着散裂中子源的相关应用实践逐个落地,我国的科研不仅在国防军事、生命学科、物理学科等领域取得了突破性进展,也实实在在给老百姓带来了生活的重大改善。

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页面更新:2024-05-25

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