中国"超级显微镜"试运行 可探测DNA的微观结构

正文

请到「今天看啥」查看全文

然而，人类要进行中子散射的研究，要用中子做探针，去开展各种各样的研究，就必须有一个适当的中子源，先进的中子源是中子科学研究的基础。因此，如何能获得产生高通量中子的中子源，一直是科学家不断努力追求的目标。

高通量的中子源包括反应堆中子源和散裂中子源。核反应堆是一种稳定连续的中子源，在中子科学研究中发挥了巨大的作用。但由于反应堆散热技术的限制，反应堆中子通量在上世纪六、七十年代就达到了饱和。随着科技的进步，相应的研究体系如薄膜、纳米团簇、生物大分子和蛋白质等，尺度分布更大，获得数量在克量级的样品更为困难。因此，小样品的快速、高分辨的中子散射测量迫切需要新一代通量更高、波段更宽的中子源，散裂中子源应运而生。

“它是用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。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，最后由中子散射谱仪接收，我们科研人员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。通俗一点来说，散裂中子源就像一台‘超级显微镜’一样，可以研究DNA、结晶材料、聚合物等物质的微观结构。”陈和生说。

中国散裂中子源园区鸟瞰图

长啥样

异常庞大，建在13米到18米的地下

由于散裂中子源的这些独特的性能，以及国际社会对安全评估要求越来越严，发达国家普遍利用散裂中子源进行中子散射研究。目前，世界上正在运行的脉冲式散裂中子源主要有英国的ISIS、美国的SNS 和日本的J-PARC。中国散裂中子源（CSNS）建成后将成为发展中国家的第一台散裂中子源，跻身世界四大脉冲散裂中子源行列，从而大幅提升中国基础研究和高技术的水平。

虽然中子是如此微小，但产生强中子束的散裂中子源却是异常庞大的装置，是各种高、精、尖设备组成的整体。

记者在现场看到，CSNS隧道内装置建在13米到18米的地下。主要建设内容包括1台束流能量为80兆电子伏特的负氢离子直线加速器、1台束流能量为16亿电子伏特的快循环质子同步加速器、2条束流输运线、1个靶站和3台谱仪，以及相应的配套设施和土建工程。

陈和生说：“CSNS一期工程中子谱仪数量为3台，将来最多可建到20台。目前束流功率为100kW，我们还预留了进一步提高束流功率到500kW和增修第二靶站的升级空间。”

请到「今天看啥」查看全文