本文转自:中国科学报文 | 《中国科学报》记者 倪思洁8月中旬|运行4年,这台大装置为何如此“火爆”?( 二 )


“我们的设备国产化率达到90%以上 。 ”散裂中子源科学中心主任、中国科学院高能物理研究所副所长陈延伟告诉《中国科学报》 , 全国近百家合作单位完成了装置各项设备的研制与批量生产 , 许多设备达到国际领先或先进水平 。
5000、97%、800、122%……
好用:超级显微镜的“超能力”
在中国散裂中子源 , 科研人员喜欢用数字说话 。
最让他们自豪的一个数字是“5000” 。 在这里 , 时间不按年、月、日算 , 而是按小时算 。 “我们每年打靶提供中子束流的时间是5000个小时 。 ”陈延伟说 。
5000小时 , 意味着一年8700多小时里 , 中国散裂中子源大部分时间都在产生中子 , 开展实验 。
“国际上其他散裂中子源中 , 英国、日本每年的中子束流时间一般都在4000小时左右 。 ”陈延伟说 。
另一个让他们自豪的数字是“97%” 。
“2020年到2021年 , 我们的实际运行效率超过了97% , 这是全球其他散裂中子源都无法达到的效率 。 ”散裂中子源科学中心副主任、中国科学院高能物理研究所研究员王生说 , 实际运行效率是散裂中子源实际运行时间与计划运行时间的比值 。
数字越高 , 说明散裂中子源故障率越低 , 按计划运行的稳定性越好 。
在描述中国散裂中子源的运行成效时 , 他们则喜欢用课题的数量来说明 。
“4年 , 中国散裂中子源开放运行8轮 , 共完成800余项课题 , 重点支持国家重大需求项目的机时 。 ”陈延伟说 。
面向世界科技前沿 , 他们开展了超级钢、分子筛吸附剂、量子材料等研究 。
面向经济主战场 , 他们在高性能芯片、电池、材料、应力检测等领域 , 为钢铁研究总院、国电电力发展股份有限公司、中国石油天然气集团有限公司等高技术企业和研究机构提供了重要支撑 。
面向国家重大需求 , 他们完成了航空航天发动机叶片应力测试 , 对“奋斗者”号焊接工艺进行验证 。
面向人民生命健康 , 他们在2020年8月成功研制出我国首台具有完全自主知识产权的硼中子俘获治疗实验装置 , 并于今年7月底在东莞市人民医院开始安装 。
好的数据和成果使用户像滚雪球一般激增 。 陈延伟介绍 , 目前 , 注册用户已超过3800人 , 2021至2022年度申请课题数同比增长了122% , 课题申请的通过率为29% 。
提功率、优性能、加终端、做交叉……
好谋:未来的“小目标”
日渐激增的机时申请和正在加剧的科技战 , 让中国散裂中子源的“升级”成为现实需求 。
早在工程设计之初 , 科研人员就为装置升级预留了空间 。 正因如此 , 未来可以直接在一期工程的基础上升级改造 。
陈延伟介绍 , 目前 , 中国散裂中子源已经完成一期全部设计指标 。
2020年2月 , 打靶束流功率达到100千瓦的设计指标 , 比原计划提前一年半;2022年2月 , 打靶束流功率达到125千瓦 , 超过设计指标25% , 并且实现了稳定高效运行 , 大幅提高了装置性能 。
提升打靶束流功率 , 会使装置在同等时间里产生更多中子 , 进而使实验时间缩短 , 样品分辨率提高 。
“就好比白天光线强时拍照 , 曝光时间会比晚上拍照时短 , 而且拍出来的照片也会更清晰 。 ”陈延伟解释说 。
科研人员未来的“小目标”之一 , 就是将打靶束流功率提升到500千瓦 , 让中子源变得更“亮” 。
此外 , 散裂中子源科学中心副主任梁天骄介绍 , 中国散裂中子源升级改造后 , 有望覆盖用户需求的绝大部分领域 , 满足更多尺度结构和动力学表征 , 为多学科交叉研究提供更有力的支撑 。