处于粤港澳大湾区几何中心的广东东莞,有一处看似低调却内藏乾坤的科研设施——中国散裂中子源。它庞大而精密,像一个神秘的巨人,静静地伫立于青山绿水间,不断释放着强大的中子束,为我们打开了探索微观世界的大门,也在诸多领域悄然改变着我们的生活。
2017年8月,中国散裂中子源打靶成功,获得漂亮的中子束流能谱曲线。2018年正式投入运行,迄今已向全球科学家完成13轮开放,每年向用户开放时间超过5000小时。2024年1月,中国散裂中子源二期工程启动,意味着这座“超级显微镜”迎来建设升级,计划将打靶束流功率从100千瓦提升到500千瓦,更好地满足用户需求。
作为研究物质微观结构的“超级显微镜”、多学科交叉的前沿科技平台,中国散裂中子源在基础研究、国家战略需求和人民生命健康等领域发挥了重要作用。其建设与运行不仅提升了我国科技实力,也为全球科学进步贡献了中国智慧。
成果转化创新癌症治疗路径
散裂中子源,作为现代科学研究的重要大科学装置,不仅在基础科学研究领域大放异彩,更在医疗领域展现出了无可估量的应用潜力。
中国科学院高能物理研究所东莞研究部副主任李晓在接受羊城晚报记者专访时,深入阐述了散裂中子源在癌症治疗领域的创新性应用。李晓介绍,依托散裂中子源所具备的强流质子加速器和中子靶技术,科研团队成功启动了硼中子俘获治疗(BNCT)癌症项目,这一项目开辟了癌症靶向治疗的全新路径,为黑色素瘤、脑胶质瘤等恶性肿瘤的治疗带来了新的希望。
目前,该项目已顺利落地于东莞市人民医院,正稳步推进。按照项目规划,预计在2025年正式迈入临床试验阶段。
打造未来出行“魔法工具”
中国散裂中子源利用中子对锂离子探测独特的敏感性,建立了锂离子电池研究的先进原位中子实验平台,发展了先进的中子衍射和全散射实验技术和分析方法,与用户共同研制了锂离子电池充放电的中子原位实验条件。该平台实现了锂离子电池正极、负极、电解液、固态电解质等的晶体结构、相变、锂离子分布、导电路径等的在线表征。
锂电池原位中子实验平台在大型成品电池在线实验上具备独一无二的能力,开展了电池的微观结构和力学检测、服役性能评价,为我国诸多动力电池企业和高功率储能电池重大需求单位提供了重要产品研发和优化支持。
如今,散裂中子源已与新能源头部企业建立了深度的技术合作关系,凭借其强大的科研能力,为提升电池性能和安全性提供了坚实而有力的支撑。
在高端装备制造领域,散裂中子源同样展现出了独特的优势,尤其是在金属部件应力测量方面,在高铁车轮、航空发动机等关键部件的应力测试中,散裂中子源发挥着不可替代的重要作用。以高铁车轮为例,中子束凭借其强大的穿透能力,能够深入探测车轮内部的应力分布情况,提前精准预警潜在的金属疲劳和裂纹问题,为高铁的安全稳定运行提供了可靠保障,成为了高端装备制造领域的关键技术支撑。
羊城晚报记者 黎秋玲 钟振彬