重磅!散裂中子源“姐妹花”装置要来了,南方光源研究测试平台东
时间:2019-12-02 08:19:56 来源:白圈新闻网

在中国散裂中子源成功运行一周年之际,中国散裂中子源的“姊妹花”装置——南方光源研究测试平台项目已经启动。9月25日,南光源研究测试平台项目建设仪式在东莞举行。该项目靠近中国散裂中子源公园,将密切关注南方光源项目及相关技术,开展前瞻性、系统性的研究工作,预计于2021年完成。

同一天,东莞举办了第三批推进粤港澳及海湾地区建设的重大项目。南光源研究测试平台项目现场是本次活动的子场馆之一。中国科学院高能研究所副所长、黄少文东莞分院院长、东莞市委常委、松山湖党委书记陈彦伟、东莞市建设局局长齐志强、中国建筑第五局副总经理、华南地区总部总经理陈守阳出席并致辞。相关市政部门和镇街道的官员、中国科学院高能研究所的代表和参与单位参加了活动。

南方光源建设相关技术的“探索之路”

从探测材料微观结构的功能角度来看,同步辐射源和散裂中子源的作用范围相似,被视为理想的“探针”,广泛应用于物理、化学工程、材料科学、能源、环境等许多研究领域。

然而,两者更具互补性,在某些领域无法相互替代。两者的建设所产生的集聚效应更加突出,这已经被英国卢瑟福实验室(Rutherford Laboratory)等国外著名研究机构的成功经验所验证。

据了解,南方光源研究测试平台项目将密切关注南方光源项目及相关技术,开展前瞻性、系统性的研究工作,开展关键核心设备的研发,提高自主创新能力和国产化水平,为优化设计方案提供依据,为南方光源未来的建设、运营和持续发展提供强有力的技术支持和保障,为未来更多科学仪器的布局提供技术支持。

项目建设单位为中国科学院高能物理研究所散裂中子源科学中心,总投资5.87亿元。建设期为2年,预计到2021年完工。

由散裂中子源和同步辐射源组成的大型科学平台群将充分发挥“11 > 2”研究能力,为粤港澳台湾地区国际科技创新中心的建设提供强有力的平台支持中国科学院高能研究所副所长、东莞分院院长陈彦伟表示,中国散裂中子源已于去年投入使用,现有的三台光谱仪也迎来了大量用户实验,显示出供不应求的趋势。一些实验结果已经在重要的国际学术平台上发表。该装置也受到公众的高度关注。在今年的公众开放日期间,超过6000人在半天内参观了该设施。科学仪器的综合效应正在逐渐显现。

“中国散裂中子源的社会效应和人才积累效应,以及对外开放后对促进科技发展的贡献,使我们对南光源工程的建设更有信心。”陈彦伟表示,散裂中子源科学中心团队将在广泛参考国内外现有光源设备分布的基础上,借鉴用户意见,大力规划建设项目,确定技术框架,开展关键技术的前期研究。从全国光源的需求和分布来看,也与广东省的学科建设、产业创新、应用研究和发展规划密切相关,为粤港澳台大海湾地区科技产业创新中心的建设做出了贡献。

这标志着项目建设的一个实质性阶段的开始。

具有全球影响力的国际科技创新中心是《粤港澳大湾区发展规划纲要》提出的粤港澳大湾区战略定位之一。该计划大纲提到加强创新基础设施的能力建设,支持湾区主要科技基础设施、主要科研机构和主要创新平台的布局和建设。

2017年8月,广东省委、省政府提出围绕中国散裂中子源建设先进同步辐射源的设想,希望HEC能够支持和承担建设任务。2018年11月,中国科学院与广东省政府签署了《促进粤港澳海湾地区国际科技创新中心建设合作协议》。作为重点合作项目,高能研究所与东莞市签署了《促进南方光源重大科技基础设施建设合作协议》,正式启动南方光源预制化研究。

“南方光源研究和测试平台项目的正式开始标志着该项目实质性阶段的开始。”东莞市委常委、松山湖党委书记黄少文表示,推进南方先进光源工程落户科学城,建设“南方先进光源中国散裂中子源”支持的国际先进科研创新平台集群,是东莞建设国家创新型城市、与深圳携手打造综合性国家科学中心、加快大湾区国际科技创新中心建设的重要起点。

将项目作为区域工程建设的基准

为了保证项目建设的高标准完成,本项目的建设将由中国建设第五工程局有限公司进行,中国建设第五工程局是世界最大的投资建设集团中国国家建设工程总公司的全资骨干企业。其工程建设实力突出。它建造了东莞第一个鲁班奖项目玉兰大剧院和东莞最高的建筑东莞国际贸易中心。它还在东莞的核心区域建造了五个超高层项目,超过200米,包括东莞铁路大厦和玉环汇金中心。

中国建筑第五局副总经理兼华南地区总部总经理陈寿阳表示,中国建筑第五局作为项目建设单位,将充分发挥中国建筑的品牌优势和管理优势,坚持高标准、严要求,高质量地开展项目,努力将南方光源研究测试平台项目作为东莞乃至广东建设的标杆。

“近年来,为推动东莞科技创新,实现产业升级,市建设局先后推进了散裂中子源项目、云计算中心等一批科技项目投入运行,为提升东莞科技创新能力提供支持。”东莞市城建局局长齐志强表示,此次启动的南光源研究测试平台项目是继松山湖材料实验室一期工程(第一批)于今年6月中旬开工建设后,由城建局实施的另一项重大科技项目。

为确保高标准完成市政府明确的建设任务,加快工程进度,市城建局将继续坚持严格的标准和高要求,全面落实标准化施工现场创建工作,在施工过程中应用精细化管理理念,严格落实岗位责任制,切实做好现场安全文明施工工作。同时,督促参建单位坚持质量第一,精心组织实施精细化施工,以更好、更快地推进工程建设,确保建设任务的及时、优质完成。

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同步辐射源:观察材料微观结构的探照灯

根据不同的波长,光可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、真空紫外线、软x光、硬x光、伽马射线等。不同波段的光有不同的特性,可以探索不同的领域。借助这一系列光线,可以探索微观世界。x光的特点适用于人们在医院拍摄的普通ct片。

中国散裂中子源项目总指挥、中国科学院院士陈和生曾介绍说,当电子以接近光速的速度运动且轨道弯曲时,它们会向切线方向抛出电磁辐射,就像“旋转伞中抛出的水滴”——这就是同步辐射光。

同步辐射光本质上是电磁波,就像可见光一样。这种电磁波于1947年首次在电子同步加速器上观察到,因此被称为同步辐射,后来又被称为同步辐射光,产生和使用同步辐射光的科学装置被称为同步辐射光源或装置。

同步辐射光具有宽带、高准直、高纯度、高亮度、窄脉冲等优点。其中,最突出的优势可以概括为“饱满而明亮”。同步辐射光源是一种高强度光源,具有很高的辐射功率和功率密度。第三代同步辐射光源的x光亮度是x光机的几亿倍。此外,同步辐射光被用作脉冲光,脉冲之间的间隔在几十纳秒到几微秒的数量级。这一特征对于化学反应过程、生命过程、物质结构变化过程和环境污染微观过程等“变化过程”的研究非常有用。

因此,同步辐射光源在基础科学研究和高技术产业的开发与应用研究中有着广泛的应用,涵盖物理、化学工程、材料科学、能源、环境、考古学、纳米技术、生命科学、医学等领域,并在不断扩展。

南方光源将是第四代同步辐射光源

同步辐射源的应用研究可以追溯到20世纪70年代。当时,发达国家逐步开展同步辐射的应用研究。其优异的性能为人们开展科学研究和应用研究带来了广阔的前景。与世界上罕见的4个散裂中子源相比,目前世界上已经建成的同步辐射光源装置已经超过50个。建筑分布在欧洲、美国、日本等地,新的建筑项目不断涌现。

中国同步辐射光源的建设始于上个世纪,目前主要分布在北京、上海、合肥和台湾新竹。其中,北京光源是第一代同步辐射光源,是专门用于高能物理实验的高能对撞机两用机器。合肥国家同步辐射实验室是第二代同步辐射光源,是基于同步辐射专用储存环的专用机器。第三代同步辐射光源是基于高性能同步辐射专用储存环的专用机器,包括上海光源和位于台湾新竹的同步辐射装置。

同步辐射光源的建设为我国许多重点学科的研究突破提供了重要的基础条件。以2009年5月投入使用的上海光源为例,首批7个光束线站支持用户开展多学科研究,大大提高了我国在蛋白质结构、材料结构与表征、催化、生物医学成像等方面的实验研究能力,取得了丰硕成果。上海光源的用户数量和产量超过了同期同类国际设备的水平。

与此同时,中国新一代同步辐射装置也在密集准备之中。“十三五”期间,中国还将在北京建设高性能高能同步辐射光源。其设计亮度和一致性高于世界上现有的、在建的或计划中的光源。它被称为第四代同步辐射光源。

此外,还提出了第四代同步辐射光源“合肥先进光源(hals)”的建设构想。它位于世界上最先进的衍射极限存储环vuv和软x光光源中。其束发射度、光源亮度、稳定性和相干性等核心指标将处于国际领先地位,能够为新功能材料、能源、环境、材料和生命科学领域的研究提供强大的科研支撑能力。

中国科学院高能物理研究所东莞分院副院长王声此前在接受南方日报采访时表示,南方光源项目的准备工作目前正在加快,南方光源将是未来的第四代同步辐射源,但具体的性能参数必须根据用户的广泛需求来确定。

科学仪器汇聚形成创新合力

从国内外现有经验来看,科学仪器的建设和集聚将促进综合科技园的发展,进一步加快人才和智力资源的融合,推动区域向更高水平的创新圈迈进,这是一个明显的、可复制的规律。

例如,北京的高能光源将建在怀柔科学城,它致力于建设一个世界级的大型科技基础设施集群。除了“光源”,怀柔科学城还建成了世界上最大的风洞实验室、世界上最大的高速列车模型试验平台等科技实验平台。这里将聚集大量的科技基础设施,包括综合极端条件试验装置、地球系统数值模拟装置和子午工程二期。国内外顶尖科学家、世界一流大学和科研机构也将聚集在这里,形成原始的创新高原。

合肥诞生了我国第一个国家实验室,已经聚集了稳态强磁场、同步辐射、全超导托卡马克等多种科学仪器。它是科学仪器最集中的城市之一。科学仪器的建成使合肥成为了国内外先进科研领域的“红色网络城市”,吸引了越来越多的先进科研资源集中在这里。

松山湖材料实验室主任、中国科学院院士王伟华表示,多种科学仪器聚合将使材料实验室在未来拥有世界领先的研究环境,从而有利于制造更多新材料。在他看来,它有望建立像英国卢瑟福和美国橡树岭这样的国家实验室。

陈和生院士曾预言,“几年后在松山湖遇到世界级科学家绝非偶然。”随着中国散裂中子源、南方光源、松山湖材料实验室等重大科研设施和平台的建设,这片曾经隐藏在群山之中的荔枝林正在加速创新努力的融合,形成孕育世界级创新成果的新链条。

[记者]陈启亮

[摄影]陈启亮

[作家]陈启亮

[消息来源]南方报业传媒集团南方客户

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