文/圖 羊城晚報全媒體記者 文聰
完成實驗課題約700項、填補我國科研領域多項空白……下月，中國散裂中子源（CSNS）運行將滿四年，憑藉這份亮眼的成績單，“散裂中子源國家重大科技基礎設施項目”獲得了2021年度廣東省科技進步獎特等獎。
據悉，CSNS預計年內啟動二期工程建設，未來的譜儀數量將增加至20台左右，覆蓋更加廣泛的研究領域。
設備國產化率超九成
落戶東莞市松山湖科學城的CSNS總投資約23億元，是國家“十二五”重點建設的重大科技基礎設施。這台“國之重器”由中國科學院和廣東省共同建設，使得我國成為世界上第四個擁有脈衝式散裂中子源的國家，也改變了以往我國科學家只能到國外散裂中子源上申請實驗機時的歷史。
面對技術難度高、風險大的挑戰，CSNS科研人員攻堅克難，引領自主技術創新。為了按期、高質量地完成工程建設任務，廣大科研人員更是充分發揚奉獻精神，在節假日加班加點早已習以為常，不少人甚至連續多個春節假期捨棄與家人團聚的機會，堅守工程建設一線，為CSNS裝置貢獻力量。
時光眷顧奮楫者，星光不負趕路人。2018年8月，CSNS順利通過國家驗收，設備國產化率超過90%。驗收委員會專家評價稱，CSNS的各項指標均達到或優於批複的驗收指標，裝置整體設計先進，研製設備質量精良，靶站最高中子效率和3台譜儀綜合性能達到國際先進水平。2020年2月，CSNS打靶束流功率達到100kW的設計指標，比原計劃提前一年半，調試速度超過國外同類裝置。
“散裂中子源就像‘超級顯微鏡’，是研究物質材料微觀結構的理想探針，為我國材料科學技術、物理、化學化工、生命科學、資源環境和新能源等領域提供了一個技術先進、功能強大的科研平台。”中國科學院院士、CSNS工程總指揮陳和生回憶說：“這是一個富有遠見的決定。當時還沒有提出粵港澳大灣區的概念，但中國科學院領導希望優化中國大科學裝置的布局，讓科學院在基礎研究和應用基礎研究方面的雄厚實力與珠三角地區強勁的經濟實力，以及對科學技術和產業升級的迫切需求結合起來。”
CSNS註冊用戶逾3400人
正如陳和生所言，CSNS作為粵港澳大灣區首個重大科技基礎設施，它的建成更是為港澳科學家使用散裂中子源提供了前所未有的便利。例如，“超級鋼”具有廣泛應用，相關研究顯示，如果汽車減重10%，將可以節油6%-8%。香港大學黃明欣教授團隊就利用CSNS的粉末衍射儀發現了強度高而且韌性好的“超級鋼”的微觀機制，為改進這種鋼的斷裂、韌性和腐蝕性能提供關鍵的數據。
而依託CSNS相關技術，我國的腫瘤治療也迎來了技術性革新。2020年8月，CSNS團隊成功研製出我國首台具有完全自主知識產權的加速器硼中子俘獲治療（BNCT）實驗裝置，為我國醫用BNCT治療裝置整機國產化和產業化奠定了技術基礎。
BNCT是目前國際最先進的癌症治療手段之一，是利用中子與富集到腫瘤細胞內的硼元素髮生核反應所產生的重離子來摧毀癌細胞的一种放射性療法。與傳統的放療手段相比，BNCT治癌副作用小，只針對癌細胞，不會破壞周圍的細胞，提高了患者治療舒適水平。目前，團隊正在與南方醫科大學附屬東莞醫院（東莞市人民醫院）共同推進臨床試驗相關工作，並吸引中國科學院控股有限公司等企業在東莞松山湖成立了BNCT產業化的公司。
據統計，CSNS自2018年8月投入正式運行以來，註冊用戶超過3400人，其中，大灣區用戶超過1/4；圍繞國際科技前沿和國家重大需求，支持國內外科研與工業界的課題約700項，取得了多項重要成果，助推了粵港澳大灣區綜合性國家科學中心的建設。
二期工程預計年內動工
上月初，又一個好消息從CSNS傳來——大氣中子輻照譜儀實現多項重大技術突破，成功通過驗收。
據CSNS方面介紹，這是散裂中子源科學中心與工業和信息化部電子第五研究所共同建設的國內首台大氣中子地面模擬加速測試平台，將為我國在航空、航天、通訊、能源等領域的高可靠電子信息系統研發與產品製造，提供一個先進的、功能強大的大氣中子測試與科研平台，目前已完成了120多項實驗。
不忘初心，砥礪前行。據了解，CSNS二期工程預計今年內正式動工，項目建成後譜儀數量將增加到20台左右，並且加速器打靶束流功率將成倍提升，設備實驗精度和速度等關鍵性能將顯著提高，滿足國內外更多用戶需求。
陳和生直言：“CSNS在東莞不斷取得科研成果，充分展示了廣東省引進大科學裝置、推動科技創新的決心和成就，同時也吸引了國內許多一流的科學研究機構落戶廣東，共同建設大科學裝置。”
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責編 | 魏禮園
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