我國(guó)迄今單項(xiàng)投資規(guī)模最大的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——中國(guó)散裂中子源終于建成。3月25日，該裝置通過(guò)了中國(guó)科學(xué)院組織的工藝鑒定和驗(yàn)收，成為我國(guó)第一臺(tái)、世界第四臺(tái)脈沖型散裂中子源，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)脈沖中子應(yīng)用領(lǐng)域的空白。
“散裂中子源”通俗來(lái)說(shuō)就是一個(gè)用中子散射來(lái)了解微觀世界的工具，因此被形象地稱作“超級(jí)顯微鏡”，是研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的“國(guó)之重器”。
中國(guó)散裂中子源工程總指揮、中國(guó)科學(xué)院院士陳和生說(shuō)，很多人使用光學(xué)顯微鏡去觀察肉眼無(wú)法直接看到的細(xì)胞和細(xì)菌，而中子探測(cè)的世界更為微觀，用中子照相的方法，能夠觀測(cè)一滴水是如何從一株植物的根部運(yùn)輸?shù)街θ~上的。借此可以用于治療癌癥、檢測(cè)飛機(jī)高鐵安全性等。
不過(guò)，要產(chǎn)生中子這個(gè)比原子還小的粒子并不容易。按照陳和生的說(shuō)法，需要將質(zhì)子加速到16億電子伏特——相當(dāng)于0.9倍光速，把質(zhì)子束當(dāng)成“子彈”，去轟擊原子系數(shù)很高的重金屬靶，金屬靶的原子核被撞擊出質(zhì)子和中子后，科學(xué)家才能通過(guò)特殊的裝置來(lái)“收集”中子。
在這個(gè)過(guò)程中，質(zhì)子加速是一大核心技術(shù)，而將質(zhì)子加速到16億電子伏特的關(guān)鍵就在于一個(gè)名為射頻功率源的系統(tǒng)，后者因此被稱作“超級(jí)顯微鏡”的“動(dòng)力心臟”。中國(guó)散裂中子源通過(guò)驗(yàn)收時(shí)，由中國(guó)航天科工二院23所提供的近50臺(tái)套功率源設(shè)備同樣全部達(dá)到驗(yàn)收指標(biāo)。
事實(shí)上，因?yàn)樯漕l功率源系統(tǒng)中很多關(guān)鍵設(shè)備尚無(wú)國(guó)產(chǎn)先例，加上可靠性要求極高，這些年，不少?gòu)S家望而卻步或鎩羽而歸。中國(guó)散裂中子源加速器部經(jīng)理傅世年說(shuō)，航天科工二院23所是散裂中子源項(xiàng)目從開始堅(jiān)持到最后的唯一一家關(guān)鍵設(shè)備配套商，啃下了加速器里80%的硬骨頭。
時(shí)任射頻功率源系統(tǒng)工程技術(shù)負(fù)責(zé)人、航天科工二院資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部部長(zhǎng)肖海潮表示，23所下屬航天廣通的科研人員，用了整整10年才拿下整個(gè)射頻功率源系統(tǒng)。他們研制出國(guó)內(nèi)首套200MHz以上大功率四極管功率源、國(guó)內(nèi)首套應(yīng)用于加速器系統(tǒng)的數(shù)字低電平系統(tǒng)——這些都是“填補(bǔ)空白”。
其中，低電平系統(tǒng)負(fù)責(zé)人王志宇帶領(lǐng)的研制團(tuán)隊(duì)，幾乎從一張白紙開始，完成了國(guó)內(nèi)第一套用于加速器裝置的數(shù)字化高頻低電平控制系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上,又衍生成了全數(shù)字型、全模擬型、數(shù)?；旌闲偷认盗谢碗娖疆a(chǎn)品線，在國(guó)內(nèi)獨(dú)占鰲頭。
不僅如此，整個(gè)“動(dòng)力心臟”團(tuán)隊(duì)還是在和國(guó)際“賽跑”。
以其中的325MHz電子管高頻功率源項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姜勇說(shuō)，這一項(xiàng)目所要求的核心指標(biāo)全部高于國(guó)外同類型功率源，即便是國(guó)外實(shí)驗(yàn)室和外方廠家也沒有類似經(jīng)驗(yàn)，“可以說(shuō)越過(guò)這道坎就是世界領(lǐng)先”。整個(gè)產(chǎn)品在研究所內(nèi)研發(fā)就用了3年，成品配合加速器又調(diào)試了4年。
在中國(guó)散裂中子源驗(yàn)收的當(dāng)天，陳和生提到，整個(gè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)90%，顯著提升了我國(guó)在磁鐵、電源、探測(cè)器及電子學(xué)等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力，使我國(guó)在強(qiáng)流質(zhì)子加速器和中子散射領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大跨越，技術(shù)和綜合性能進(jìn)入國(guó)際同類裝置先進(jìn)行列。
