国家重大科技基础设施中国散裂中子源日前通过验收并正式运行。该设施将为诸多领域的基础研究和高新技术开发提供平台。
验收委员会专家认为,其各项指标均达到或优于批复的验收指标。装置整体设计先进,研制设备质量精良,靶站最高中子效率和3台谱仪综合性能达到国际先进水平,显着提升了中国在磁铁、电源、探测器及电子学等领域相关产业的技术水平和自主创新能力,使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越。
中国科学院院长白春礼表示,中国散裂中子源90%以上的装置设备为自主研发并实现国产化,填补了我国脉冲中子应用领域的空白,为材料、生命和能源等科学领域的突破提供了重要手段。
国家验收委员会专家认为,自2018年3月试运行以来,中国散裂中子源运行稳定可靠,首期3台谱仪已完成10个用户单位、16个研究组的21个用户样品实验,并取得了首批重要科学成果。
(摘编自《人民日报海外版》2018-08-25 08版)
材料二:在很多重要领域,散裂中子源都将发挥作用,比如备受关注的可燃冰商业开发。可燃冰是一种固态碳氢化合物,埋藏于海底深处,开采可燃冰面临的一个巨大风险就是,如果在开发过程中可燃冰瞬间气化,轻则可能引起惊涛骇浪,造成航行安全问题,重则将造成不可挽回的人身安全损失。所以我们必须模拟可燃冰所处的高压环境,对其进行深度研究。在模拟高压环境时需要非常厚的容器,这必须要用中子才能够穿透。另外,中子对于碳氢元素也具有较妤的研究效果,因此,对于可燃冰内部微观结构的研究,散裂中子源是不可或缺的手段。其它国家的散裂中子源也曾在很多关键领域发挥过巨大作用。当年,德国高铁发生重大事故,造成上百人死亡时,是散裂中子源找到了事故的解决办法。英国的散裂中子源曾经为空客A380飞机的制造找到了最佳的工艺技术。
散裂中子源的另一个很重要的应用方向就是锂电池性能的研究。借助散裂中子源,科学家一方面可以研究材料的性质,看哪种材料更适合用于锂电池的制备;另一方面,我们可以把汽车或者飞机的整个锂电池放到实验装置中,让它充电几百次,看看里面的微观性能和宏观性能的变化找到让锂电池充电更快、容量更大、更安全的解决方案。
所以,没有好的研究手段和工具,很多研究都无法开展。我们国家在航空航天和工业技术上存在的大量瓶颈问题,必须利用散裂中子源来进行研究,并寻找解决方案。
(摘选自《环球科学》2019年3月号)
材料三:既然中子散射的用处如此之大,科学家们如何获得实验用的中子?中子在正常状态下的寿命很短,最多只能存在15分钟,且不易收集。于是科学家们要建设一个类似于“中子工厂”的大科学装置,源源不断地产生中子。
产生中子有两种方式:一种是利用铀235的核裂变反应产生中子,但这种方式对于安全性是很大的威胁。科学家设计了第二种产生中子的装置——散裂中子源。散裂中子源不使用核燃料,热功率低,环境友好,成为了国际上先进中子散射源的发展趋势。目前全世界拥有散裂中子源装置的国家仅有英国、美国和日本。
散裂中子源装置的工作原理是将质子加速到16亿电子伏特,速度相当于0.9倍光速,把质子束当成“子弹”,去轰击原子系数很高的重金属靶,金属靶的原子核被撞击出质子和中子,科学家便通过特殊的装置“收集”中子,开展各种实验。散裂中子源的好处在于,加速质子使用的是高频电磁场,只要切断电源,质子就会立即停止轰击金属靶,不会有任何放射性污染且可控,因此是最安全的产生中子的方式。
(摘编自香港《紫荆》杂志2018年1月号,陈和生《中国散裂中子源:探秘微观世界的“超级显微镜”》)
【小题1】下列对材料相关内容的理解,不正确的一项是A.中国散裂中子源的验收成功并正式运行,显着提升了中国在多领域相关产业的技术水平和自主创新能力,并取得了首批重要科学成果。 |
B.不管是模拟可燃冰所处的高压环境,对其进行深度研究,还是对可燃冰做内部微观结构的研究,散裂中子源都是不可或缺的手段。 |
C.借助散裂中子源,科学家既可以研究锂电池制备材料的性质,还可以把整个电池放实验装置里,观察其微观性能和宏观性能的变化。 |
D.利用铀235的核裂变反应是产生中子的两种方式之一。但是出于多种原因的考虑,科学家们才设计了类似于“中子工厂”的散裂中子源。 |
A.中国散裂中子源设施填补了我国脉冲中子应用领域的空白,对实现材料、生命和能源等科学领域的突破提供了重要手段,具有重要意义。 |
B.散裂中子源在铁路、航空等交通设施领域都有着极为重要的作用,德国的高铁、英国的飞机都曾通过该技术找到了事故的解决办法。 |
C.随着中国散裂中子源的验收通过并正式运行,我们国家在航空航天和工业技术上存在的大量瓶颈问题,必将找到更加科学的解决方案。 |
D.散裂中子源的好处是不使用核燃料,热功率低,环境友好,因此是最安全的产生中子的方式,成为国际上先进中子散射源的发展趋势。 |