沂沟新闻网 > 时事 > 皇冠官网哪个真的吗·创业看松湖⑤|中国散裂中子源:大科学装置点亮创新之源(附视频)
皇冠官网哪个真的吗·创业看松湖⑤|中国散裂中子源:大科学装置点亮创新之源(附视频)
2020-01-11 16:36:09 来源: 时事

皇冠官网哪个真的吗·创业看松湖⑤|中国散裂中子源:大科学装置点亮创新之源(附视频)

皇冠官网哪个真的吗,△戳上方视频

编者按

2019年,《粤港澳大湾区发展规划纲要》正式发布,为大湾区未来发展指明方向。作为粤港澳大湾区及广深港澳科技创新走廊重要节点区域,松山湖在过去18年广纳英才,已成为全球创业者的乐园。

为更好挖掘湾区创业故事,展现松山湖各领域创业者的精神特质和理想追求,2019年,松山湖管委会与南方日报东莞新闻部联合启动《松山湖创业故事第五集之寻找大湾区创业部落调研》,面向粤港澳大湾区寻找从松山湖功能区走出去的创业部落,研究其群体特征、未来趋势和发展需求。2019年11月起,南方+客户端开设《创业看松湖》专栏,将以系列报道的形式,刊发调研成果,敬请垂注!

温馨提示:

2019年创新松湖创业大赛正在面向全球征集创业项目,单个项目最高奖励300万元!如果你感兴趣来松山湖践行创业梦想,赶紧点击页面上方横幅海报报名吧!

“若干年后,在松山湖畔,偶遇世界级的科学家将不会是意外。”几年前,当中科院院士、中国散裂中子源工程总指挥陈和生向来访者讲出这句话时,人们对于这个深藏在广东东莞腹地深山中的“大家伙”究竟蕴含着多少能量尚不明了。

但短短数年间,随着中国散裂中子源的身形逐渐显现,开始像一块磁石一样吸引着全球各地的名流政要、专家学者及其他社会人士纷至沓来。特别是当诺贝尔奖获得者杨振宁的身影也出现在散裂中子源园区时,为陈和生的这番预言做了最好的注脚。

中国散裂中子源是我国迄今为止单项投资规模最大的大科学工程,这项“国之重器”使得我国成为世界上第四个拥有散裂中子源的国家。它在材料科学和技术、生命科学、物理、化学化工、资源环境、新能源等诸多领域具有广泛应用前景,可以为我国产生高水平的科研成果提供有力支撑,并为解决国家发展战略需求的许多瓶颈问题提供先进平台。

从2006年5月在这里选址,到2017年中子源首次打靶、顺利产生第一束中子,再到2018年启动首批实验……陈和生和中科院高能物理所散裂中子源项目团队的同事们扎根东莞奋斗了十余载。

过去熟悉了“世界工厂”称呼的东莞,开始以“中子源”的创新名片逐渐被世界所了解,同时也翻开了东莞发展新的一页。

荔枝林中诞生中国自己的“超级显微镜”

十几年前,当中科院参与筹建中国散裂中子源的专家们第一次到访东莞片山林时,村民们还无法想象这里即将发生的巨大变化。当年,中科院的专家们在广州、珠海和东莞分别寻找合适的场地,最后还是在电子地图上发现了水平村这块“宝地”:背后靠山,地基条件好,临近高速公路,并且有连片空间可以使用。

中国科学院高能物理研究所东莞分部主任陈延伟记得,10年前,当他第一次踏上大朗这片土地时,水平村还是个鲜为人知的珠三角小村落;散裂中子源如今的所在地,也不过是被一片荔枝林覆盖的两座小山头。

“那时还处于地质初步勘探期,项目选址没落地,我们作为开荒者,资金有限,为了尽快完成工作,就在水平村附近租了一辆小货车,让司机利用卖鱼的空闲时间搭乘勘探技术人员往返于项目周边及东莞市政府主要部门。那满车的鱼腥味,至今历历在目,每次到市政府时都让司机远远地停好车,整理好衣裳方走进政府大楼。”

几年后,水平村后的荔枝山上,竖起了“中国散裂中子源”七个大型字牌,绿树蓝天之间,红色字体至今醒目。字牌之下,是山体间逐渐建造成型的巨大园区,一栋栋银白色的巨大建筑拔地而起;建筑之下,则是数百米长的直线与环形隧道,散裂中子源的重要组成部分加速器管线就深藏其中。

在这些普通人看不到的管线中,质子在一圈圈的“奔跑加速”中,最终达到0.9倍光速的惊人速度,再与靶心撞击产生神奇的中子。

陈和生院士曾这样描述:中子散射就像“探针”,是探索物质微观结构的有力手段之一。中子束打到被研究的样品身上,有些中子会与研究对象的原子核发生相互作用,向四周“散射”开来。通过测量中子散射的轨迹及其能量和动量的变化,就可以精确地反推出物质的结构。

更通俗地讲,散裂中子源就是一台观测物质微观结构的“超级显微镜”,在材料科学和技术、生命科学、化学化工、新能源等诸多领域都有用武之地,是当之无愧的“国之重器”。

2018年8月23日,中国散裂中子源项目顺利通过国家验收,正式投入运行。诺贝尔奖获得者、著名物理学家李政道获悉后,给陈和生发来祝贺,并衷心希望祖国科学家利用散裂中子源做出世界一流实验成果,为发展先进科技立功。另一位诺奖得主杨振宁同样对中国散裂中子源十分关心,并曾专程前往东莞访问。

两位世界级科学家如此重视,只因为他们最清楚,一台散裂中子源对于中国科研发展具有怎样的意义。

在中国散裂中子源建成之前,世界上正在运行的脉冲式散裂中子源只有英国的isis、美国的sns和日本的j-parc。中国只有建设自己的散裂中子源,才不需要依赖别人的“眼睛”去探索微观世界。

建设中国散裂中子源的建议,起源于上世纪90年代末期关于中国高能物理发展战略的研究。中科院高能物理研究所和中国原子能研究院的老科学家们指出了建设散裂中子源对国家科技发展的必要性。1999年9月份,高能物理研究所与原子能研究院向科技部提交建设散裂中子源的建议。2000年8月份,两家单位正式提出国家重大科学工程——“多用途中子科学装置脉冲强中子源”项目建议书。

经过相关领域科学家的深入讨论和研究,散裂中子源被列入了国家“十一五”大科学装置建设计划。中科院高能物理研究所和物理研究所的科学家们开始着手设计和预制研究。2011年10月份,总投资23亿元的中国散裂中子源装置终于在东莞奠基。

技术攻关不再被国外“卡脖子”

中国散裂中子源的建设攻克了许多核心技术难题,装置各项设备的研制在全国近百家合作单位完成,许多设备的研制达到国内外先进水平,设备国产化率达到90%以上。但事实上,由于技术要求高、难度大,整个设备的建设过程历经了重重挑战。

散裂中子源装置不仅极为庞大,而且部件繁多,工艺极其复杂,制造和安装过程克服了重重困难。例如漂移管直线加速器,安装的误差不能超过0.05毫米,比一根头发丝还细;散裂中子源的“眼睛”——中子探测器,此前的核心技术掌握在国外,经过科研人员的攻关,目前已研发出拥有自主知识产权的探测器,各项性能达到国际一流水平。

快循环同步加速器的25hz交流磁铁在我国属首次研制,其间遇到了超乎想象的技术挑战,铁芯和线圈的振动开裂、涡流发热等都是以前经验之外的新问题。“我们请美、日研究所的专家专访指点无起色,关键技术掌握在国外大公司手中,不可能对华交流。”陈和生回忆道。

最终,散裂中子源的科研人员与工厂技师联合攻关,经过6年时间,改方案、换厂家,逐一攻破技术难关,终于靠自己的力量研制出合格的磁铁。针对磁铁磁场饱和,还创新性地提出了谐振电源的谐波补偿方法,解决了多台磁铁之间的磁场同步问题,其效果优于日本散裂中子源。

除此之外,工程建设遇到的最大挑战,是加速器隧道等土建工程延误了1年多,大大压缩了设备安装和调试的时间。整个工程能否按原定工期竣工验收成为一个严峻的挑战。工程领导决心“后墙不倒”,对国家承诺的竣工时间不能推迟,必须千方百计抢时间。

采取的主要措施包括,将原定在隧道里测试老练的设备先在地面大厅安装调试和老练,将通用设施的安装与隧道土建施工交叉并行,这样做大大增加工作量和工程调度的难度,并可能带来事故的风险。

“不管是节日还是周末,在整个计划的安装调试时间链上不能停。所有人的工作只能按照天数来算,而不是像以前那样按月制定计划。”时任中国散裂中子源工程副经理陈元柏先后参与过多台国家大科学装置建设,中国散裂中子源建设期间,他每天上班第一件事,就是先到工地上转一圈,督促进度。

另一方面,他也要看一看院子里上了年纪的专家们是否都正常到岗,“如果有异常情况,心里会咕咚一下,担心出什么事”。这是因为,很多专家都和他一样,孤身一人千里迢迢从北京来到东莞参与散裂中子源建设,舍小家为大家,克服了许多困难,每年超过三百天扎根在东莞,他们的健康状况是陈元柏最为牵挂的。

2014年夏天,连日的酷暑和高负荷的工作就曾让陈和生持续感到身体不适,在这之前,他就已经进行过多次心脏手术。同事回忆道,一直在撑着将中子源这边的工作完结后,他才回北京接受了一次手术。

建设人员经过几百个日日夜夜的奋斗,终于赶回了工期。在散裂中子源国际顾问委员会年度会议上,外国专家感叹散裂中子源工程建设的“中国速度”:“难以想象你们在短短的一年完成了如此大量的工作。”

发挥磁吸效应汇聚世界一流人才

2018年9月份,中国散裂中子源正式对全球用户开放。“对国内外用户没有区分,一视同仁。”陈和生介绍,用户提交申请后,由专家组成的评委会将依据可行性与先进性分配实验时间。

在距东莞仅一个半小时车程的香港地区,许多大学“近水楼台先得月”,很快展开了相关研究。前不久,香港大学副教授黄明欣和自己的博士生一起前来,做了一项有关高强度钢结构性能的实验。

“太方便了,就像在自家门口。”黄明欣说,他所研究的高强钢是汽车应用的研究重点,既需要轻量化,又要提升汽车安全性。他的团队成为了通用粉末衍射仪的首位香港用户,借此,他们获得了高强钢在不同组织结构及不同变形条件下的重要微观参数信息。而要是在以前,他只能向日本散裂中子源申请机时,设计好实验步骤,然后把材料寄到日本。现在,近在咫尺的东莞有了csns,这对黄明欣来说方便了太多。

“中国散裂中子源启动运行后,已收到国内外百余团队用户实验申请,上机时间供不应求。首轮开放运行期间,3台用户谱仪共完成了40项用户课题,取得了重要成果。” 中科院高能所东莞分部副主任梁天骄介绍,已完成的课题覆盖新型储氢材料、锂离子电池、新型超导材料、太阳能电池薄膜、软物质、高性能金属玻璃等研究内容,为解决新能源、新材料等诸多领域的微观机理及关键技术应用难点提供了强有力的支持。

散裂中子源落户东莞后,港澳地区的许多大学还抓住机会,开始吸引中子散射研究和应用的人才,建设相关的学科。香港城市大学和香港科技大学的主要领导先后访问了散裂中子源,讨论合作。香港城市大学与散裂中子源和东莞理工学院合作,正在建设多物理谱仪。中国科学院和香港裘槎基金从2015年开始支持散裂中子源和香港城市大学建立中子散射联合实验室,加速推动新增谱仪和其他中子散射交叉学科应用型装置的建设。

“通过工程的建设,在这个地方形成了一支高水平的科研、工程、技术和管理的队伍,这支队伍将为粤港澳大湾区未来的大科学装置建设提供基础和保障。我想这一点和装置的建设是同等重要的。”陈和生院士这样说道。

“恰逢大科学装置的盛世”

以中国散裂中子源为开端的大科学装置落户,正使东莞成为世界基础科研领域的“新秀城市”。随着位于大朗镇的中国散裂中子源的建成使用,松山湖材料实验室也在加快建设之中,适时在周围建设一台同步辐射光源装置,即“南方光源”,形成多种研究手段互补的大科学装置集群,也逐渐被提上议程。

在高能所东莞分部举行的面向港澳科学家的南方光源研讨会上,香港大学教授郝权就对这一问题感受颇深。作为生物医药研究领域的学者,郝权及其研究团队经常需要借助同步辐射光源开展相关研究,然而由于实验样本具有特殊性,不便于长时间保存及航空运输,从香港前往上海开展实验,面临诸多困难。

“由于上海光源用户众多,机时紧张,因此往往十次申请中只能通过两三次,每次申请到机时,也只有计划中的两三成,机时非常紧张。”郝权表示,期待未来南方光源建成后,能够就近开展研究,减少团队耗费的精力及时间成本。

今年2月份公布的《粤港澳大湾区发展规划纲要》,向全世界展示了中国建设粤港澳大湾区国际科技创新中心的宏伟蓝图。中国散裂中子源作为粤港澳大湾区首个重大科技基础设施,正有力推动大湾区科技核心的形成,为实现这一美好蓝图插上了翅膀。

依托散裂中子源,东莞正规划在这里建设一座科学城,打造世界级科学基础设施集群。“目前,围绕散裂中子源集聚的科研平台正有序推进。松山湖材料实验室一期方案已基本稳定,中科院物理所珠三角分部、粤港澳交叉科学研究中心已挂牌,南方光源项目已开展预制研究。我们将全力推动中子科学城与深圳光明科学城、港深落马洲河套地区携手共建综合性国家科学中心。”谈到散裂中子源带来的机遇,东莞松山湖高新区党工委副书记、管委会主任欧阳南江这样说道。

“我们期待将国家大科学工程的强大科技辐射力与珠三角强劲的经济实力结合起来,为粤港澳大湾区科技发展和产业升级作出重大贡献。”陈和生说。事实上,散裂中子源正在惠及大湾区内众多创新型企业。在松山湖高新区内,已经有企业成为散裂中子源相关实验装置的首批用户,相关研究取得了重要实验成果。

中国散裂中子源的总体目标是建设我国在相关基础科学和高技术领域的具备原始创新能力的团队,促进我国科技、工业和国防等方面技术的大力发展,至2030年,带领我国中子散射技术的研究和应用科学界全面进入世界先进行列。

陈和生表示,散裂中子源的建成恰逢“大科学装置的盛世”,装置将肩负发展中国中子散射研究和应用的重任,及担当国家科技产业创新中心的核心装置重托。中国散裂中子源也必将推动粤港澳大湾区的建设与发展,打造国家创新发展的重要引擎。

【记者】陈启亮

【策划】黄少宏

【摄影】孙俊杰

【剪辑】李玲

【视频来源】中科院高能所东莞分部、广东新闻频道

【作者】 陈启亮 黄少宏 孙俊杰 李玲

【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端

公坑新闻网


[ 责任编辑: ]