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国之重器为何落户东莞?

2017年09月06日 10:53 0人参与 0条评论 >

  CSNS安装后的直线隧道

  CSNS主体工程

  科研人员在安装设备

  ●推动当地经济进一步发展,更好地辐射港澳及东南亚等地

  ●地理条件理想

  ●交通便利,利于设备运输和对外交流

  一直以来,东莞市大朗镇水平村都以盛产荔枝而闻名,但如今,它却因中国散裂中子源(CSNS)吸引着来自全世界的目光。CSNS被誉为“超级显微镜”,是我国迄今为止最大的科学装置,也是全世界第四台散裂中子源,目前已进入试运行阶段,预计2018年春季将按计划全部完工,正式对国内外用户开放。

  这一“国之重器”为何会落户在东莞的一个小镇上?和我们老百姓的生活有什么关系呢?带着诸多疑问,羊城晚报记者日前走进CSNS园区,进行了详细探访。

  揭秘一

  这个“大家伙”到底是个什么东西?

  五年前来到大朗镇水平村的山地,四面仍是大片的荔枝林,现在则变身成了一个花园般的科技园。CSNS一期项目园区正建于此处,在这个占地400亩的地方,大片的绿地和现代化的建筑随处可见。行政主楼大厅内,比例尺为160的沙盘模型甚是显眼,可一览园区全貌——由国家出资18.6亿建设的主装置区位于园区南部,整个装置建在13米到18米的地下,包括直线加速器、快循环同步加速器、靶站谱仪三个部分,其它建筑则是由广东省和东莞市财政出资建设的辅助装置区。

  9月1日,中国科学院宣布,CSNS首次打靶成功,中国也由此将成为继英、美、日之后,全球第四个拥有脉冲式散裂中子源的国家。那这个“大家伙”到底是个什么装置呢?据中国科学院介绍,世界上的物质都是由分子和原子构成,而中子和质子又构成了原子核。当一束中子入射到样品上时产生散射,通过测量散射的中子能量和动量的变化,可以研究各种物质的微观结构和运动规律,这种研究手段就叫中子散射技术。“做一个较为形象的比喻,假设面前有一张看不见的网,我们不断地扔出很多玻璃弹珠,弹珠有的穿网而过,有的则打在网上,弹向不同的角度。把这些弹珠的运动轨迹记录下来,就能大致推测出网的形状;如果弹珠发得够多、够密、够强,就能把这张网精确地描绘出来,甚至推断其材质”。

  经过如此微观和复杂“旅行”之后的中子,又有什么用呢?众所周知,X射线能拍摄人体的医学影像,而在材料学、化学、生命科学、医药等领域,科学家们也希望有一种工具,能像X射线一样拍摄到材料的微观结构。散裂中子源就是这样的工具,其作用和显微镜、X射线有着异曲同工之妙,它就像一台“超级显微镜”能研究DNA、结晶材料、聚合物等内部结构,去探索人类用肉眼难见的奇妙复杂的物质微观世界。

  揭秘二

  “超级显微镜”有何用处?

  CSNS是国家“十一五”期间立项、“十二五”期间重点建设的重大科技基础设施,由中国科学院和广东省共同建设,建成后的实验应用范围将包含化学、物理、生物、材料和地质等广泛学科,服务于国家能源、环境、生物和新材料等诸多高科技研发领域。

  中国科学院院士、CSNS工程总指挥陈和生举例说,1998年6月,德国一辆高铁意外出轨,后经调查发现,事故的元凶竟然是车轮老化和材料疲劳产生的裂纹。车轮在英国散裂中子源上检测,发现了其中的内部裂痕。事实上无论是高铁的轮轨,还是飞机的涡轮、机翼里面都有应力,它决定了高铁和飞机使用寿命和安全性,但是这个应力看不到、摸不着,如何把它研究清楚,成了从根本上避免类似灾难再次发生的关键。现在科学家已经可以在散裂中子源上测量研究轮轨和机翼的剩余应力,优化机械加工工艺,使高铁和飞机变得更安全舒适。“例如,英国散裂中子源就曾对A380飞机机翼进行过原位测量,从而优化机翼的焊接和铆接工艺”。

  “癌症”是一个让人闻之色变的词语,CSNS也在治疗癌症上给人类带来了福音。据了解,CSNS的首个硼中子俘获治疗(BNCT)项目已经在上月中旬签约,有望在未来五年内实现临床应用,开启全国治疗肿瘤疾病的新时代。据陈和生介绍,BNCT的治疗原理是,事先注射易被癌细胞吸收而对人体无毒无害的硼化合物,当硼化合物聚集到癌细胞中时,利用中子束进行照射。中子在穿透癌细胞的过程中与癌细胞发生核反应,只对癌细胞进行选择性破坏而不伤及正常细胞。目前,该疗法正在推行临床研究试验。

  揭秘三

  大科学装置为何落户东莞?

  作为我国目前最大的科学装置,CSNS又为何会落户东莞呢?陈和生表示,珠三角经济发达,但科学研究相比京沪仍有较大差距,把CSNS放在广东是优化我国大科学装置的布局,把中科院雄厚的科研实力与珠三角经济结合起来,推动当地经济进一步发展,同时更好辐射港澳及东南亚等地区。“CSNS的建成将为珠三角地区的科技创新和产业升级,为在珠三角地区建立国家科技产业创新中心提供一个强有力的支撑”。

  陈和生说,CSNS从2005年起就开始在广东选址,当时广东推荐了珠海、广州萝岗和东莞,实地踩点后发现,珠海、广州萝岗的地质条件都不理想。东莞最初提供的地方是松山湖,但那里的地基情况不适合建,后来中科院在地图上看中了大朗水平村,实地考察一看地方很好,于是就开始勘探等前期研究工作。水平村的地质结构符合要求,又靠近山体,有很好的基岩,水平面高,地下水对项目的影响少,同时旁边就是高速公路,便于设备运输和对外人员交流,这些因素最终让CSNS项目落户东莞大朗镇。

  揭秘四

  国家级科学装置对民开放?

  广东地区企业众多,这些企业能否自行使用CSNS进行科研?陈和生坦言,CSNS项目并不会带动一个地方的GDP增长,是一个纯粹的科学装置,待全部完工后,将向国内外用户开放。对国内外用户没有区分,一视同仁,届时会有一个由同行专家组成的用户评委会,用户提交试验申请后,评委会依据其可行性与先进性分配实验时间。

  “对于企业来说,不是我们替企业去解决问题,而是我们提供一个先进平台,企业可以来CSNS做实验,解决自身问题。如果没有中子散射的经验,我们还会教企业学会做中子实验,甚至推荐去国外的散裂中子源做访问学者。”陈和生说,按照国际惯例,科研机构来使用都是不收费的,企业使用的话收费也不高。


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来源:羊城晚报 编辑: 黄佩玲
来源:羊城晚报
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