在阖家团圆之际,数以万计的科技工作者仍在争分夺秒地开展科研工作。春节前夕,中国散裂中子源“工程材料中子衍射谱仪”设备研制安装成功,这套装置以中子为“探针”,能检测出飞机、高铁等大型交通工具零部件材料的磨损程度,助力保障平安出行。开发这套设备的科研团队,在过去三年多的时间里潜心钻研,克服了众多重大技术挑战。今天(1月22日)的《新春走基层》,让我们一起走近这支平均年龄还不到三十岁的研发团队,看看他们是如何在自主创新领域里挥洒青春力量、探索用中国“眼睛”看见中子力量的。
新春佳节的东莞增添了不少年味,在中国散裂中子源项目这间狭小的办公室里,气氛紧张而热烈。研究员胡春明正和团队成员一起讨论谱仪调试中遇到的问题。
中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪博士后 张晓东:
昨天是测了硅粉(衍射谱)
但是背底(强度)很高
中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪博士后 丁超:
(建议)放开一下slit(狭缝)的尺寸
中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪负责人 胡春明:
这个是可以
但是以后
我们如果谱仪真正使用的时候
2毫米(狭缝宽度)
肯定还是要用到
甚至有比2毫米还要小的(要求)
最根本的措施
还是要把这个背底(强度)
再压一压 压下去
就像啄木鸟能为树木治病一样,“工程材料中子衍射谱仪”可以检测大型结构器件的“内伤”程度,这在专业术语中被称为“应力”。然而,材料或构件内部的应力看不到、摸不着,怎样才能“看清”它的强度,成为了胡春明钻研的重点。办公室外摆放着的三个高铁车轮,就是即将实验的检测目标。
中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪负责人 胡春明:
高铁车轮 它的尺寸很大
它的直径接近1米
重量(近)350公斤
其它的任何一台谱仪都没有办法
承受它这么大的重量
这么大的尺寸
我们在装的时候可能还要调整角度
这个只有来到我们这台谱仪能做到
我们现在就要知道国内研制的产品
能不能代替国外的
就需要我们这个数据来回答它
胡春明向记者介绍,获取应力数据,原理并不复杂。如果把中子源产生的中子比作一束“光”,研发团队需要研制出特殊的导管,把“光”引到各自的实验台,并且入射到需要研究的“黑盒子”样品上进行观测,但实际做起来难度极大。
中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪负责人 胡春明:
有的时候工业用户(的检测产品)
尺度比较大
测量它(应力)的精度要求又很高
本身这两个就是相互矛盾的要求
最主要的解决办法
一般就是靠我们做实验的时候
怎么样去准确地定位
对精度的要求
我们的样品可以做到50微米以内
对精度的高要求,就像是时刻悬在研发人员头顶的一把剑。科研人员丁超正在对发动机的叶片进行精准扫描,可扫描效果一直不太理想,做了半小时的基础工作只能打翻重来。
中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪博士后 丁超:
它是一个空心结构
叶片的壁是非常薄的
如果我们的精度达不到需求的话
很有可能我们束流中心照射的区域
并不是我们测试的区域
而是中间的空气部分
这样我们无法得到叶片的真实应力的反应情况
屏幕上出现的数据抽象复杂,但在研发人员眼里却隐含着非凡的力量和意义。
中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪博士后 王晨:
每一种材料 每一种物质
都有它自己独特的结构
我们通过中子衍射的方式
能够精确地解析出来它的结构
我们觉得还是挺有趣的
科研成果就像自己的孩子一样
我们是母亲
然后要不时地关心自己的孩子
中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪科研人员 宋温丽:
这个是我们的实验记录本
从2022年12月29日(出束)以来
我们一共进行了527次实验
几乎不到一小时
我们就要进行一次实验
一旦数据或者实验装置
哪方面有什么问题
我们都是在半个小时之内
就要赶到现场来解决问题的
(为什么我们要这么抢着时间去做实验呢)
因为中子的机时非常宝贵啊
同时全国的用户对我们这个谱仪的需求
是非常强烈的
所以在这么宝贵的机时下
我们要争分夺秒地去完成用户的实验
采访过程中,大家提到最多的词,就是“迫切”。科技攻关,要奔着最紧急、最紧迫的问题去。三年多来,这支平均年龄不到三十岁的研发团队,在谱仪的安装调试阶段,每天的活动空间就在这个不足一百平方米的实验室里。安装、调试、发现问题、解决问题,为的就是让更多国产化平台尽早投入运行。
中国散裂中子源工程材料中子衍射仪负责人 胡春明:
2022年总结
我觉得可能用一个字来说吧
那就是“忙”
真的是太忙了
好在整个团队大家都比较给力
任务是比较圆满地完成
2023年就是该出成绩的时候了
不断地去创新
以前做不到的现在要做到
希望我们这台谱仪
(在)解决一些“卡脖子”问题
解决国家重大问题上
我们可以出一臂之力
记者 刘灿娇:
小到探测器光纤
大到整个加速器
自主创新 始终贯穿中国散裂中子源
建设运行的全过程
因为只有建好自己的“超级显微镜”
才不需要依赖别人的眼睛去探索微观世界
在一代又一代科学家的接续奋斗下
越来越多原始创新成果在这里诞生
以高水平科技自立自强
看见中国发展的未来
来源:广东广播电视台
记者:刘灿娇 摄像:秦一青
引自广东新闻联播2023.01.22版 原地址:https://m.itouchtv.cn/article/b823845d20f3ebec12168af98cbdcf81?shareId=%21AycNz4C
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