运行4年，这台大装置为何如此“火爆”？
文| 《。。科学报》记者倪思杰8月中旬，广东东莞。天气时晴时雨，空气潮湿闷热。在茂盛的荔枝林中，
。。散裂中子源——是迄今为止建成的单个投资最大的大科学项目，正在进行夏季停堆维修。2018年8月23日，。。散裂中子源项目通过国家验收，正式投入运行。从那时起，这片曾经的荔枝林，
人气会上升。这里的年平均参观人数超过10，000人。最受欢迎的线下科普活动，科研人员半天接待6000人，前来参观的车从。。散裂中子源大门一直排到高速公路。不仅如此，
科学界和工业界对。。散裂中子源的竞争也很激烈，项目申请数量逐年翻倍，以至于每100个申请中只有29个能成功。为什么这个运行了4年的大设备会这么“火”？当停下来进行维护时，
《。。科学报》记者深入实地一探究竟。
李子峰拍摄的。。散裂中子源加速器(部分)照片
红色、绿色、蓝色、黄色.美丽：五彩缤纷的“黑科技”每年，。。的散裂中子源都会在“暑假”关停一个半月到两个月。在此期间，研究人员应该“维护”设备。
。。散裂中子源是国家发改委支持的国家重大科技基础设施，法人单位是。。科学院高能物理研究所。该装置使。。成为继英美日之后世界上第四个拥有脉冲散裂中子源的国家。
散裂中子源经常被比作“超级显微镜”，因为它可以利用加速器加速质子撞击靶产生的中子，以探索物质的微观结构。它的源头，——加速器系统，就像卧龙一样隐藏在地下。地下17米，
空调和新风系统使原本湿热的空气变得干燥。走在亮绿色的过道上，人们可以看到一个五彩缤纷的“黑科技”世界。黄色的是可以让粒子“飞”起来的漂移管线性加速器系统，蓝色的是可以将粒子聚集成束的四极磁铁。
红色的是二极管磁铁，可以让粒子以15度的角度“转动”.它们先被串成一个长串，然后形成一个大环。长弦部分是直线加速器，环部分是快循环同步加速器。看似庞大笨重的设备，安装精度要达到10微米到100微米的水平，
从而可以根据需要控制和加速自然界中的微小物质——质子。一旦投入运行，每秒钟，快速循环加速器就会像旅游大巴一样“接收”25波等待加速的负氢离子。每一波负氢离子“上车”后，都会转化成质子。
并在0.02秒内沿快循环同步加速器运行约20000次，直到速度达到0.92倍光速。接着，接近光速的质子束像“微型子弹”一样冲向重金属靶，金属靶的原子核被打得粉碎。
科学家们还使用特殊的设备来减缓“碎片”中不带电的中子，并将它们引入光谱仪。光谱仪位于加速器隧道不远处，也是五颜六色。。。散裂中子源一期工程建造了三台谱仪，即绿壳通用粉末衍射仪、小角中子散射仪，
和一个蓝色外壳的多功能反射器。在过去的四年里，。。散裂中子源还与粤港澳大湾区的大学和研究机构合作建造了几台谱仪，以满足国家和地方研究机构和企业的需要。红色、绿色、蓝色、黄色.以目标站为中心，
已经建成和在建的谱仪四通八达，让。。的散裂中子源看起来像一朵盛开的七色花。“我们设备的国产化率已经达到90%以上。
散裂中子源科学中心主任、。。科学院高能物理研究所副所长陈彦伟告诉《。。科学报》，目前国内已有近百家合作单位完成了各种装置的研究和量产，其中多项达到国际领先或先进水平。
5000，百分之九十七，800，122%.好用：超级显微镜的“超能力”在国内是散裂中子源，科研人员喜欢用数字说话。他们最引以为豪的数字是“5000”。在这里，时间不是以年、月、日来计算，而是以小时来计算。
"我们一年花5000个小时拍摄来提供中子束."陈彦伟说。5000小时意味着一年中有8700多个小时，。。的散裂中子源大部分时间都在产生中子和进行实验。“在世界上的其他散裂中子源中，
英国和日本每年的中子束时间一般在4000小时左右。”陈彦伟说道。他们引以为豪的另一个数字是“百分之九十七”。从2020年到2021年，我们的实际运行效率超过了百分之九十七，这是世界上其他散裂中子源无法达到的效率。
散裂中子源科学中心副主任、中科院高能物理研究所研究员王声说，实际运行效率是散裂中子源实际运行时间与计划运行时间的比值。数值越高，散裂中子源的失败率越低，计划运行的稳定性越好。
在描述。。散裂中子源的运行效果时，他们喜欢用题数来说明。“4年时间，。。散裂中子源开了8轮，完成了800多个项目，重点支撑了国家重大需求项目的时间。”陈彦伟说。面对世界科技前沿，
他们开展了超级钢、分子筛吸附剂、量子材料等方面的研究。面对经济主战场，他们在高性能芯片、电池、材料、应力检测等领域。
为钢铁研究总院、国电电力发展有限公司、。。石油天然气集团公司等高科技企业和研究机构提供了重要支持，面向国家重要需求，完成了航空发动机叶片应力试验，验证了奋进焊接工艺。
面向人们的生命健康，他们于2020年8月成功研制出首台具有完全自主知识产权的硼中子俘获治疗实验装置，并于今年7月底开始在东莞市人民医院安装。好的数据和结果让用户滚雪球。陈彦伟介绍，目前，
注册用户已超过3800人，2021至2022年度申请课题数同比增长了122%，课题申请的通过率为29%。
提功率、优性能、加终端、做交叉……好谋：未来的“小目标”日渐激增的机时申请和正在加剧的科技战，让。。散裂中子源的“升级”成为现实需求。早在工程设计之初，科研人员就为装置升级预留了空间。正因如此，
未来可以直接在一期工程的基础上升级改造。陈延伟介绍，目前，。。散裂中子源已经完成一期全部设计指标。2020年2月，打靶束流功率达到100千瓦的设计指标，比原计划提前一年半；2022年2月，
打靶束流功率达到125千瓦，超过设计指标25%，并且实现了稳定高效运行，大幅提高了装置性能。提升打靶束流功率，会使装置在同等时间里产生更多中子，进而使实验时间缩短，样品分辨率提高。
“就好比白天光线强时拍照，曝光时间会比晚上拍照时短，而且拍出来的照片也会更清晰。”陈延伟解释说。科研人员未来的“小目标”之一，就是将打靶束流功率提升到500千瓦，让中子源变得更“亮”。此外，
散裂中子源科学中心副主任梁天骄介绍，。。散裂中子源升级改造后，有望覆盖用户需求的绝大部分领域，满足更多尺度结构和动力学表征，为多学科交叉研究提供更有力的支撑。如今，趁着暑期停机检修，
这里的科研人员正在为即将安装的新谱仪和实验终端做前期准备。对于该装置未来的进展， 《。。科学报》 将持续关注。
