专家解读：中国散裂中子源的运行原理

2018年8月23日，国家重大科技基础设施中国散裂中子源项目顺利通过验收，投入正式运行。这一设施将为诸多领域的基础研究和高新技术开发提供强有力的研究平台。什么是“散裂中子源”？为何我国大力推进散裂中子源的建设？围绕这些问题，新华网专访了中国科学院高能物理研究所副所长陈延伟。

精彩观点：散裂中子源是一种“超级显微镜”，用散裂中子源探测物质的过程就像弹珠穿过玻璃网，科学家们记录下弹珠的轨迹，通过计算，就能推测出物质的结构、接点间的张力等。

**新华网：**什么是散裂中子源？散裂中子源是如何完成物质微观结构的探测呢？

**陈延伟：**简单来说，散裂中子源就是一种“超级显微镜”，其散射的中子如同“探针”，可以清晰检测物质的内部结构，因此被认为是当今人类深度探索微观世界的有力工具。可以这样理解中子散射的原理，把中子比作玻璃球，把想要研究的材料想象成一张大的网，网的节点就是我们要研究材料的晶格结构。当我们把大量的中子入射到样品上时，就像我们将一堆玻璃球射到一张网上。有一些玻璃球遇到了网的节点，就会改变方向和能量。我们通过测量这些改变运动方向后的中子能量，运用数学方法就可以推算出网的形状、以及接点之间的连接张力等，这就是超级显微镜的魅力。

精彩观点：散裂中子源不仅能够满足航空航天、深海探测等重大科研项目对尖端设备的需求，也能服务于人民日常生活，在交通设施安全监测、医疗健康等领域大放光彩。

**新华网：**您能为我们举例说明一下，散裂中子源在我国科学研究上具体应用吗？

**陈延伟：**散裂中子源可以用于航空航天发动机叶片应力测试，如“奋斗者”号焊接工艺验证、高铁车轮应力数据等；散裂中子源还能够帮助科学家开展癌症治疗新型药物、新冠病毒核酸聚合酶等的研究等。举个例子，在日常的交通设施安全监测方面，中子能够原位地去研究大的工程部件的残余应力和金属疲劳。所谓的残余应力是指在加工过程中，对大型的工程部件进行锻造、切削、退火等都会留下的应力，它将影响工程部件的机械性质。一个大型的火车车轮，它跑上几万公里以后，会产生金属疲劳。我们可以通过散裂中子源测量高铁轮子里的残余应力的参数，搞清楚其中的规律，定下规范。高铁的轮子跑了多少公里就应该替换，只有把它测量清楚了，才能让高铁运行符合安全规范。

中国科协科普部

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