中國電科38所助力中國散裂中子源首次打靶成功

 xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

CSNS束流相位測量系統(tǒng)電子學(xué)xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

CSNS束流相位測量系統(tǒng)控制軟件xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

   1998年6月，德國一輛城際快車意外出軌，事故元兇竟然是老化的車輪。車輪在英國散裂中子源上檢測，發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)部裂痕。無論是高鐵的輪軌，還是飛機(jī)的渦輪、機(jī)翼里面都有應(yīng)力，它決定了高鐵和飛機(jī)使用壽命和安全性。但是，這個(gè)應(yīng)力看不到、摸不著，對它的研究成了避免類似災(zāi)難發(fā)生的關(guān)鍵。如今，科學(xué)家已經(jīng)可以在散裂中子源上，測量研究輪軌和機(jī)翼的剩余應(yīng)力，優(yōu)化機(jī)械加工工藝，使高鐵和飛機(jī)變得更安全舒適。xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

   8月28日，中國電科38所研制的直線加速器束流相位測量電子學(xué)系統(tǒng)，助力國家大科學(xué)裝置——中國散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，獲得中子束流，標(biāo)志著散裂中子源主體工程順利完工，進(jìn)入試運(yùn)行階段。目前，全球正在運(yùn)行的脈沖式散裂中子源主要有英國散裂中子源、美國散裂中子源和日本散裂中子源。建成后的中國散裂中子源，將成為世界第四臺(tái)脈沖式散裂中子源。xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

   束流相位的精確測量，是直線加速器調(diào)束過程中重要的一環(huán)，直接關(guān)系CSNS的建設(shè)進(jìn)度。2015年3月，中國電科38所成功中標(biāo)直線加速器束流相位測量電子學(xué)系統(tǒng)。歷經(jīng)一年多技術(shù)攻關(guān)，中國電科38所通過科技創(chuàng)新，采用數(shù)字解調(diào)技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)了束流相位的全數(shù)字化工程測量。中國電科38所研發(fā)人員彭衛(wèi)博士告訴我們，該設(shè)備在CSNS調(diào)試束流及打靶獲得中子束過程中，實(shí)測相位精度達(dá)到±0.2度，技術(shù)指標(biāo)領(lǐng)先國外同類商業(yè)產(chǎn)品。同時(shí)，該設(shè)備將單次調(diào)束時(shí)間由過去的3-4天縮短至現(xiàn)在的20-30分鐘，極大地提高了調(diào)束效率，為散裂中子源主體工程提前完工提供了有力支持。在雙方共同促進(jìn)下，中國電科38所在研束流位置測量核心技術(shù)，將打破國外壟斷，為實(shí)現(xiàn)束流位置測量設(shè)備國產(chǎn)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

   所謂散裂中子源，通俗的說就是一個(gè)用中子來了解微觀世界的工具，也因此被形象地稱作“超級顯微鏡”。當(dāng)然，中國散裂中子源并非國內(nèi)唯一能產(chǎn)生中子的裝置，我國還有兩個(gè)反應(yīng)堆中子源裝置——中國先進(jìn)研究堆和中國綿陽研究堆，它們可以提供連續(xù)中子束。所不同的是，中國散裂中子源是我國唯一能通過加速器打靶產(chǎn)生中子的裝置。xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

   中國散裂中子源是國家“十一五”期間立項(xiàng)、“十二五”期間重點(diǎn)建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。這次打靶首次獲得中子束流，調(diào)試進(jìn)度大大超過國際上其他散裂中子源調(diào)試過程。預(yù)計(jì)2018年春，中國散裂中子源將按計(jì)劃全部完工，正式對國內(nèi)外用戶開放。未來，散裂中子源還將向國家申請二期工程建設(shè)，屆時(shí)將新建譜儀，并將功率從100千瓦升級到500千瓦。xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

   世界上的物質(zhì)是由分子和原子構(gòu)成的，原子就像是原子核和核外電子的微小太陽系，質(zhì)子和中子構(gòu)成了原子核。xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

   散裂中子源就是一個(gè)用中子來了解微觀世界的工具。當(dāng)一個(gè)高能質(zhì)子打到重原子核上時(shí)，一些中子被轟擊出來，這個(gè)過程被稱為散裂反應(yīng)。被轟擊的原子核溫度升高，更多的中子就會(huì)“沸騰”起來并脫離原子核的束縛。xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

   如果將一個(gè)壘球用力投到裝滿球的筐中，有一些球會(huì)立刻蹦出來，而更多的球則會(huì)彈跳并翻出筐外，散裂反應(yīng)與這個(gè)過程很相似。每個(gè)與原子核相作用的質(zhì)子能夠轟擊出20到30個(gè)中子。xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>

   從上世紀(jì)80年代開始發(fā)展起來的、基于先進(jìn)加速器技術(shù)的散裂中子源是目前世界上最先進(jìn)的中子源，它的基本原理是用高能強(qiáng)流質(zhì)子加速器產(chǎn)生能量在1GeV以上的質(zhì)子束轟擊重元素靶(如鎢或鈾)，在靶中發(fā)生散裂反應(yīng)，產(chǎn)生大量的中子。(記者 顧繼月)xyA安徽網(wǎng)庫 地方門戶新聞?wù)?/span>