您现在的位置:首页 > 新闻动态 > 传媒扫描 > 2014年
 
我国最大大科学装置进入隧道安装阶段
【长江日报】看清微观物质的内部世界
2014-10-16|文章来源: |【
 

  本报讯 (记者潘茜) 昨日,我国目前最大的大科学装置——中国散裂中子源项目在广东东莞市进入首台设备的隧道安装阶段。中国高能物理研究所副所长、东莞分部主任陈元柏接受本报记者采访时表示,项目旨在以中子为手段进行物质微观研究,其研究将为生命科学、材料学等众多前沿学科提供强大的综合性研究平台。

  借助中子源可了解物质原子内部

  昨日,在东莞市大朗镇散裂中子源区,首台设备负氢离子源进入隧道安装。“其实整个项目总共包括好几百台设备,譬如二极磁铁,四极磁铁,高频腔,高频功率源,这些都会陆续安装到隧道中。”陈元柏介绍说,为防放射性辐射外泄,隧道位于地下,实质就是一个保护性空间,其周身以80厘米到1米厚的水泥浇筑,而水泥表层离地面也至少有5米以上土层。

  中国散裂中子源就像一台超级“显微镜”,用以探测微观物质的内部世界。陈元柏解释说,过去探测微观物质常借助于用同步辐射光。同步辐射产生的高亮度X射线,主要与原子外围的电子云发生相互作用,从而探知物质的微观信息;而中子是电中性的,它与电子云基本不发生相互作用,而主要与物质中的原子核相互作用。因此,作为探测微观结构的两种主要探针,同步辐射和中子散射看到的正好是物质的两个不同的方面。中子与核的相互作用可以轻易地识别同位素,包括像氢、碳、氧,还可以识别原子系数相邻的元素,如铁、钴、镍,对有机化合物和生物大分子的研究,对有机化合物和生物大分子的研究以及一些合金材料和磁性材料的研究特别有利。

  陈元柏解释说,其原理是通过将负氢离子源产生的负氢离子在直线加速器里加速,经过剥离膜“剥”掉电子,转化成质子;质子在环形加速器里继续加速,然后去打金属靶,将重金属的原子核打碎发生散裂,从而将中子从原子核内赶出来。而生成的中子慢化后被台谱仪接收后,科学家们就可以借此探测物质的内部世界。

  可广泛应用于新材料等多领域

  “项目将为中外各国科学家提供一个包括物理学、生命科学等在内的多学科研究平台。”陈元柏进一步说,通过微观物质研究可以用来研发新材料,应用于飞机、高铁、发动机等各方面。“我们就可以借助散裂中子源研究,对轱辘材料的微观内部结构进行研究,从而了解材料的疲劳程度并进行改进。”

  “30年前我国还没有任何这方面的大型研究设备。”陈元柏介绍道,中国散裂中子源项目将大大缩短中国与世界前沿的差距,中国届时将与美国、日本、英国共同成为四大脉冲式散裂中子源所有国。中国散裂中子源项目于2011年开工建设,预计在2018年竣工。

 

  ········ 应用 ········

  科学研究的利器

  由于中子不带电、具有磁矩、穿透性强,能分辨轻元素、同位素和近邻元素以及非破坏性等特性,中子散射称为研究物质结构和动力学性质的理想探针之一,在众多学科领域中被广泛应用。

  工程方面 有助于预防机翼断裂

  中子散射引发的技术改进,有助于预防机翼断裂、管道严重腐蚀等。如果工程师们想知道某个部件何时可能发生损坏,以及能否使用不同的材料和加工工艺生产出一种寿命更长的部件,将中子散射结果与计算机模拟相结合,就能找到这些问题的答案。

  医药方面 可获得DNA结构

  了解蛋白质的工作原理是解开生命之谜的一把金钥匙。为什么蛋白质的作用这样独特而多变呢?这主要取决于每一种分子的复杂形状,有的是椭球形,有的像碟子一样,有的又像哑铃。DNA分子决定了蛋白质的合成,中子散射可获得DNA的形状和结构,广泛用于医疗方面,如医治癌症或艾滋病之类的重症。

  能源方面 有助于利用可燃冰

  我国已在南海发现可燃冰发育区,可燃冰的开发利用可能成为我国一种新型清洁能源。根据国家发改委近期出台的一份研究报告,中国在未来10年将投入8亿元用于可燃冰的勘探研究。散裂中子源高压下的中子衍射技术可用来研究可燃气体甲烷水合物的形成机制和稳定条件,其研究成果将为安全、高效地开采和利用可燃冰提供科学依据。(据中国科学院高能所网站)

  (原载于:长江日报 2014年10月16日 第17版 时事新闻 http://cjrb.cjn.cn/html/2014-10/16/content_5378057.htm

附件下载>>>>  2014101617_pdf.pdf
 
中国科学院高能物理研究所    备案序号:京ICP备05002790号-1    文保网安备案号:110402500050
地址:北京市918信箱    邮编:100049    电话:86-10-88235008    Email:ihep@ihep.ac.cn