走進大國重器:中國散裂中子源


IMG_5846(20230813-185405).JPG
日前,香港亞洲商學院东莞MBA中心四十余位同學,一起參加了一場特別的研學活動:走進松山湖中國散裂中子源,一個神奇的“中子工廠”。散裂中子源是中國迄今已建成的單項投資規模最大的科學裝置,短短2年打靶束流功率就已達到設計指標。


IMG_5850(20230813-185405).JPG

園區大堂的歡迎屏幕

參加活動之前,同學們先參觀了亞商東莞MBA新的教學基地。位於松山湖的正潤數字港五樓。這是一棟由亞商同學會下屬(盛創蜂巢孵化器)運營管理的數字園區。


IMG_5859(20230813-185405).JPG

IMG_5856(20230813-185405).JPG

帶上紅領巾、坐上校車,開始今天的科學探索之旅。

IMG_5849(20230813-185405).JPG

《三體》中的材料學家汪渺之所以被三體文明的追隨者針對,是因為他的研究成果足以讓人類建立太空防線,這是三體人不願意看到的……

而在現實世界中也有材料學家們推進研究所依仗的“重器”。

過去只有英國、美國和日本才有?

大灣區首個大科學裝置?

歷時20余載,總投資23億人民幣?

深藏地下15-18米,晝夜不停運轉?

精準定向消滅癌細胞?

發現高鐵機身肉眼看不見的安全隱患?

什麽是“散裂中子源”?如何工作?

IMG_5855(20230813-185405).JPG

簡單來說,它是一個大科學裝置,通過轟擊重金屬元素的原子核產生中子,將散逸出的中子引導減速後用於各種科研對象的探查。中子散射功能雖然非常強大,但產生中子是非常困難的。通常大量產生中子只有兩種辦法:核反應堆和散裂中子源。

640.jpg
工作原理

科學家們在15米到18米的地下,建造了1臺負氫離子直線加速器,和1臺快循環質子同步加速器,對質子進行加速,讓質子以16億電子伏特能量,0.92倍光速狂奔。

隨後,高能質子束來到靶站撞擊金屬鎢,撞出很多很多很多中子……

640 (1).jpg
這些中子經過慢化,通過中子通道被引入研究用的譜儀,開展實驗。就好像X射線可以穿透人體,照射出骨骼結構一樣,中子則是可以讓人們“看見”材料樣品的分子結構!


IMG_5854(20230813-185405).JPG
中子技術可延伸到生物醫療方面,輔助治療腫瘤和癌癥的研究。有了散裂中子技術,癌癥將不再是不可治愈的疾病。


IMG_5852(20230813-185405).JPG

硼中子俘獲治療技術

病人先註射硼類藥物,藥物會與癌細胞精準結合(相當於偵察兵深入人體體內,提前標註打擊目標)。

IMG_5847(20230813-185405).JPG
然後再通過中子照射,精準“爆破”癌細胞,還不傷害“友軍”和“平民”類身體組織~


IMG_5843(20230813-185405).JPG
中國散裂中子源投入運行到現在整整5年,全年無休,一年可提供中子實驗時間長達5000+小時。且整個裝置的穩定性能保持95%+,均是國際同類裝置中最好的水平。


IMG_5845(20230813-185405).JPG
中國大部分省份含香港地區,都已經有用戶在這裏進行實驗,用戶群體已接近4000人,5年來已完成1000多個研究課題。


IMG_5844(20230813-185405).JPG
但這裏的科學家們對我們說,他們認為這只是一個開始。這個領域還有很多的未知等待他們去發現和研究。


IMG_5848(20230813-185405).JPG
亞商同學也分享,沒有來參觀了解散裂中子源之前,自己以為這個地方是進行核試驗的。這次科普學習非常震感及有意義,國家付出了極高的建造成本和精密科技,運行和維護也需要巨大的代價,向置身於科學實驗與研究的科學家致敬。目前全世界開放的中子源約有20個,但脈沖式散裂中子源僅有4個,美國、日本、英國和我們中國,非常驕傲與自豪。


散裂中子源是面向全球免費開放的科研項目,用科學家的眼光看世界,你就會發現科學的道路永無止境。而且它屬於全人類……

IMG_5842(20230813-185405).JPG
最後多名同學感慨到:這次參加了解這臺造價23億的超級顯微鏡,也給孩子心中種下了科學種子,激發好奇心。這是非常有意義的活動,非常有價值,希望以後能有機會多走出來看見更大的世界。