中国散裂中子源：科技超级磁铁引来大批高端人才

金羊网记者 文聪

中国散裂中子源大科学装置于2011年9月开工建设，总投资约23亿元，是各种高、精、尖设备组成的整体。2017年8月，中国散裂中子源首次打靶成功并获得中子束流，今年3月25日正式建成。建成后的中国散裂中子源填补了国内脉冲中子应用领域的空白，为我国材料科学技术、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术开发提供强有力的研究手段，对落实国家重大战略部署、解决前沿科学问题具有重大意义。

威水史

东莞 中国散裂中子源

这是全球第四台散裂中子源

从提出设想到今年8月23日通过国家验收，中国散裂中子源走过了18年的历程。该项目于2011年9月开工建设，工期六年半，总投资约23亿元。2017年8月，中国散裂中子源首次打靶成功并获得中子束流。

中国科学院把这台“国之重器”比喻成研究物质微观结构的“超级显微镜”：“世界上的物质都是由分子和原子构成，而中子和质子又构成了原子核。当一束中子入射到样品上时产生散射，通过测量散射的中子能量和动量的变化，可以研究各种物质的微观结构和运动规律，这种研究手段就叫中子散射技术。”

“中国散裂中子源的投入运行，对我国探索前沿科学问题、攻克产业关键核心技术、解决‘卡脖子’问题具有重要意义。”中国散裂中子源工程总指挥、工程经理陈和生举例称，可以利用散裂中子源来研究大型金属部件的残余应力，这对于提高高铁关键部件和航空发动机部件的性能，以及核电站部件的服役性能十分重要。此外，可燃冰、磁性材料的研究，以及化学反应催化剂的原位研究等，都可以使用散裂中子源。

中国散裂中子源是全球第四台同类装置，也是发展中国家拥有的第一台散裂中子源。对比国外的散裂中子源装置，中国散裂中子源性能如何呢？国家验收委员会专家认为，中国散裂中子源的各项指标均达到或优于批复的验收指标。装置整体设计先进，研制设备质量精良，靶站最高中子效率和三台谱仪综合性能达到国际先进水平。

新征程

A、试运行期间取得首批科学成果

沿着G94珠三角环线高速行至莞佛高速交汇处，道路指示牌上就会出现“中国散裂中子源（CSNS）”的字样。这台大科学装置堪称“国之重器”，填补了国内脉冲中子应用领域的空白。

中国散裂中子源由中国科学院和广东省共同建造，中国科学院高能物理研究所为项目法人，中国科学院物理研究所参建。建设内容包括一台8千万电子伏特直线加速器、一台16亿电子伏特快循环同步加速器、一个靶站，以及一期三台供科学实验用的中子散射谱仪。

陈和生告诉记者说，中国散裂中子源自2018年3月试运行以来，装置运行可靠稳定。截至今年8月份，首期三台谱仪已完成10个用户单位16个研究组的21个样品实验，并取得了首批重要科学成果。这些实验都是针对国家重点发展领域，充分发挥中子散射的特点，具有重要科学意义和代表性，涵盖了能源、物理、材料、工程等多个前沿交叉和高科技研发领域，例如，锂离子电池材料、稀土磁性、新型高温超导、功能薄膜等。

陈和生坦言，“散裂中子源这种大科学装置，并不能直接给一个地方带来立竿见影的经济效益，但它就像一块‘超级磁铁’，能给东莞乃至整个粤港澳大湾区带来一大批的材料科学的前沿技术与高端人才。”

B、助推粤港澳大湾区科创中心发展

陈和生表示，接下来中国散裂中子源将着力确保装置高效、稳定、可靠运行，提高科技服务水平。同时为了满足交叉科学前沿研究和国家发展战略的迫切需求，中国散裂中子源将不断完善和改进装置性能，尽快启动后续谱仪建设和功率升级工作，为我国产生高水平的科研成果提供有力支撑，助推粤港澳大湾区科创中心的发展和产业升级。

与此同时，东莞市也正在依托散裂中子源，规划建设中子科学城，致力于打造成世界级重大科技基础设施集群，国家级科技创新策源地，广深科技创新走廊联合创新、开放创新、集成创新中心。目前，中子科学城已列入《广深科技创新走廊规划》的重要节点。

按照规划，中国散裂中子源将陆续建设17台不同类型的谱仪。其中，包括正计划与珠三角等地的用户共建的5台谱仪，例如，与东莞理工学院和香港城市大学合作建设“多物理谱仪”、与南方科技大学合作建设“高压粉末衍射仪”、与工信部电子五所合作建设“大气中子辐照谱仪”等。

亲历者

屈化民周敏夫妇：

他们是CSNS 建设拓荒者

屈化民和周敏夫妇参与了中国散列中子源从项目立项、开工建设到项目运行的全过程，见证了项目从无到有的全过程，可谓是真正意义上的“拓荒者”。

周敏是中国散列中子源园区建设办公室主任，也是整个园区规划建设的总负责人。

2011年2月，项目前期筹备阶段，周敏的工作地点从北京转移到了大朗。周敏的丈夫屈化民是负责中国散裂中子源机械总体方案设计的总工程师，由于园区前期在进行基础建设，他就留在北京进行机械设计。夫妻异地的生活让屈化民感到了一丝无奈，例如，从前从不曾接触过家务的屈化民需要自己学会做饭、洗衣。尽管如此，二人依然能够互相理解，将工作放在首位，直到2014年，夫妻二人才得以在东莞团聚。

中国散裂中子源对土建建设要求很高：靶站谱仪地面的不均匀沉降要求小于0.2毫米/年，靶站重质混凝土的配制，如何在错综复杂的管线中施工等问题都给建设者提出了巨大挑战。有的建设要求甚至超过国家的行业标准，同时关键技术没有可参考的经验，只有通过提前研究、讨论、评审，各个击破。周敏说：“基建过程中还有一个较大的困难就是防水，因为是在南方，地下水丰富，渗漏水等问题都会出现，但CSNS的建筑要求十分严格，绝对不能够出现渗水。”

科研是CSNS的核心。在科研方面，屈化民团队创新性地设计了大约160种精密复杂结构的设备。