中国散裂中子源: “超级显微镜”带你格物
小编为您收集和整理了中国散裂中子源: “超级显微镜”带你格物的相关内容:中国散裂中子源靶站受访者供图3月2日,继物理学家、诺贝尔奖获得者杨振宁到访后,位于广东东莞的中国散裂中子源基地又迎来了新一波参观的客人。中科院院士陈和生向来访的外国驻港领团、商会、媒体考察团一行详细介
中国散裂中子源靶站受访者供图
3月2日,继物理学家、诺贝尔奖获得者杨振宁到访后,位于广东东莞的中国散裂中子源基地又迎来了新一波参观的客人。中科院院士陈和生向来访的外国驻港领团、商会、媒体考察团一行详细介绍了粤港澳大湾区的首个国家重大科技基础设施——中国散裂中子源。
今年春节前夕,CSNS圆满完成了首轮开放运行任务,加速器束流功率提升至50千瓦以上。CSNS工程总指挥、工程经理陈和生院士说,首轮开放运行期间,共有来自新能源、磁性材料、高性能合金、高分子、纳米、生物材料等研究领域的40项用户课题上机实验,取得了多项重要成果。
从无到有 实现重大跨越
2000年7月,中国科学院在向国家科教领导小组提交的“中国高能物理和先进加速器发展目标”报告中提出建设中国散裂中子源的设想。2011年10月,CSNS装置奠基,2012年5月,工程土建动工。经过6年半的建设,2023年3月,CSNS按期、高质量完成了全部工程建设任务,并通过了中国科学院组织的工艺鉴定和验收。中国人从此拥有了自己的散裂中子源。
CSNS建在13米到18米深的地下,其中直线加速器隧道长240米,环形加速器周长228米,相当于半个足球场大小。其建设内容包括一台8千万电子伏特的直线加速器、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。
CSNS的建成,填补了国内脉冲中子应用领域的空白,为材料科学技术、物理、化学化工、生命科学、资源环境和新能源等诸多领域的基础研究和高新技术开发提供了强有力的研究平台。它的投入运行,对我国探索前沿科学问题、攻克产业关键核心技术等具有重要意义。
国家验收委员会专家认为,CSNS的性能全部达到或优于批复的验收指标。装置整体设计科学合理,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。通过自主创新和集成创新,CSNS在加速器、靶站、谱仪方面取得了一系列重大技术成果,显著提升了我国在高功率散裂靶、磁铁、电源、探测器及电子学等领域的产业技术水平和自主创新能力,使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越。
探秘微观 深入认知世界
通俗来说,CSNS是用中子散射的方式来探索微观世界的工具,陈和生形象地称它就像“超级显微镜”,是研究物质材料微观结构的理想探针。
在现代科学诞生之前,人类是用肉眼观察世界。后来,科学家发明了光学显微镜,我们第一次看到了肉眼无法直接观察到的微观世界。而电子显微镜比光学显微镜的分辨率还要高1000倍左右,可以看到更小的病毒。人类对微观世界的探索随着技术手段的提高,越来越走向深入,“超级显微镜”散裂中子源应运而生。
中子散射是探索物质微观结构的有力手段之一。中子和光一样,具有波粒二象性,既有波的性质,可以反射、折射、衍射、吸收,也具有粒子的性质,可以弹射、散射等。中子由于不带电,不易受到带电质子和电子的阻碍,能比其他探测方式更为轻松地穿透物质。中子束打到被研究的样品身上,大多数会不受任何阻碍地穿过样品,但有些中子会与研究对象的原子核发生相互作用,其运动方向也会发生改变,向四周散射。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。
中子散射和我们熟悉的X射线类似。X射线散射对含电子数目多的原子比较敏感,但要探测氢原子等轻元素就十分困难了。中子散射则对原子核敏感,特别是对碳、氢、氧等原子核敏感,还可以区分同位素。研究含有大量氢、氧、氮原子的生物大分子,中子散射具有更大的优势。
首轮开放 运行效果良好
在产业中如何应用这台“超级显微镜”?陈和生举了几个例子。
“在氢动力汽车研发中,要实现氢气的稳定储存,方法之一就是用一种金属-有机框架材料把氢气吸进去,要用的时候再把氢气释放出来。而中子散射可以帮助科学家研究氢气存在金属的什么位置、什么情况下可以更好地释放。”陈和生告诉记者,这正是散裂中子源应用的一个具体案例。
此外,中子散射还是锂电池研究的利器。“大幅度提高锂电池的性能是电动汽车推广的关键,可以将汽车锂电池连同模拟充放电过程的设备放入中子散射谱仪,实时原位测量在几百次充放电的过程中,锂电池各个部分性能的变化,为改进和优化锂电池的设计提供关键数据。国外的散裂中子源都建设了这样专门研究锂电池的谱仪,且严加保密。”陈和生补充说,“此外,可燃冰、磁性材料以及化学反应催化剂的原位研究等,都必须使用散裂中子源。”
CSNS启动运行后,国内外用户申请非常踊跃,大科学装置的综合效应开始逐步显现。首轮共收到用户课题申请62项,覆盖能源、磁性、合金、高分子、纳米、生物材料等研究领域。经过专家评审,32项用户课题获批实验机时。为了使用户更好地开展中子散射研究,CSNS还举办了“中子科学与技术在电池领域中的应用前沿研讨会”“可燃冰研发中的中子科学技术应用研讨会”“散裂中子源在催化、能源、材料及相关过程的应用前沿研讨会”等专题会议。
陈和生介绍,首轮开放中,还基于CSNS的反角白光中子实验装置全面开展了用户实验,包括5个重要核数据的测量实验,这些核数据是新一代核能工程所需要的或者测量实验是基础核物理和核天体物理的重要研究内容;开展了200多个集成电路芯片的高能中子单粒子效应研究;开展了利用中子辐照研发新型半导体材料的实验等。
中科院高能物理所副所长、东莞分部主任陈延伟说,第二轮运行开放时间为2023年2月12日至6月30日,目前已收到用户课题申请76项,正由专家进行评审。
以上就是小编为您收集和整理的中国散裂中子源: “超级显微镜”带你格物相关内容,如果对您有帮助,请帮忙分享这篇文章^_^
本文来源: https://www.tushuolishi.com/a/652b3b70732b6bd3740f2189.html
相关推荐
热门专题
南北朝的歌妓苏小小,为何年仅二十三岁就凋零了呢?
说起古代四大名妓,相信大家对她们并不陌生,即:北宋时期的李师师、南北朝之际的苏小小、明朝的陈圆圆和清朝初年的柳如是,感兴趣的读者可以跟着途说历史网小编一起往下看。这四大名妓能歌善舞,才艺双绝,被当时之人称古代的青楼名妓是怎么收费的?唐朝身价最高的名妓值多少钱?
今天途说历史网小编为大家带来古代的青楼名妓是怎么收费的?希望对你们能有所帮助。此女堪称是历史上身价最高的青楼名妓,看一眼的价格可以买辆轿车与今天不一样,在古代,开设青楼是属于合法的,在那个时候,逛青楼不仅吕后的外孙女张嫣11岁当皇后,为何到死还是处子之身呢?
在我们现代社会中,已经禁止了近亲结婚,但在中国古代时期,近亲结婚却是一件司空见惯的事情。提到中国古代中的近亲结婚,接下来我们要讲到的这一位女子便是其中的典型,她就是汉惠帝刘盈身边的皇后——张嫣。张嫣本城隍姥爷是怎么来的?城隍的本意是什么?
“城隍”本意是什么?下面途说历史网小编为大家带来详细的文章介绍。千年以前,在我国古代某座城市的一条普通街道上,可能不会有商人的店铺、不会有官府的衙门、不会有烟花柳巷、不会有高门豪宅、不会有佛寺熏风,但一定和珅往灾粮中掺沙子,只是因为他想贪污吗?
可能在很多人的眼里,和珅一直都是一个十恶不赦的贪官形象,而这位乾隆身边的大红人在乾隆刚去世便被嘉庆帝抄了家,据说,抄出来的财富比国库的都多,然而在历史上,和珅并不是一件好事都没有做过,今天途说历史网小编就古代的美女主动献身,为何却往往下场并不好呢?
俗话说女追男,隔层纸,一捅就破,得到容易,男人会不会珍惜,就难说了。但古代的许多美女笃信“万般皆下品,唯有献身高”,大玩轻率献身的两性游戏。孔子的母亲颜徵在,就是个例子。十六七的年纪,闭月羞花似的容貌揭秘:为什么古代青楼女子从来不会怀孕?
古代的青楼女子也分两种,一种样貌出众的女子,这类女子会从小培养,琴棋书画,无所不精,而青楼培养她们的目的,就是为了更好满足那些达官贵人兴致。所以,这类女子待遇会比一般女子的待遇好很多,如果幸运的话,遇李广在边疆驻守时,经历过什么奇幻的故事?
据传说,西汉的著名飞将军李广曾在边疆驻守时经历过这么一段奇幻的故事,感兴趣的读者可以跟着途说历史网小编一起往下看。有一天,李广和他的同伴骑马打猎,突然发现白一只狐在大雪中奔跑。这只狐狸十分可爱,浑身雪白色揭秘:古代大户人家买一个丫鬟需要花多少银子?
可以说,在旧社会,老百姓就算是卖儿卖女也不一定能得到温饱。一旦将儿女们卖给别人,那么,他们将会世世代代为人奴仆,没有自己的人身自由,生活会很凄惨。一般,男孩子会被卖去当小厮,女孩子则会被卖去当丫鬟。在笮融曾经杀过自己的恩人,为何后世却得到佛教的追捧
三国乱世英雄辈出,同样也有许多小人,其中笮融就是这样的一类人,更是被称为三国时最卑鄙的将领,接下来听听途说历史网小编讲一讲他的一些故事。在很早之前,徐州牧陶谦很信任笮融,还让笮融担任下邳的国相,甚至还让其