中國電科38所助力中國散裂中子源首次打靶成功

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CSNS束流相位測量系統電子學sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

CSNS束流相位測量系統控制軟件sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

   1998年6月，德國一輛城際快車意外出軌，事故元兇竟然是老化的車輪。車輪在英國散裂中子源上檢測，發現其中的內部裂痕。無論是高鐵的輪軌，還是飛機的渦輪、機翼里面都有應力，它決定了高鐵和飛機使用壽命和安全性。但是，這個應力看不到、摸不著，對它的研究成了避免類似災難發生的關鍵。如今，科學家已經可以在散裂中子源上，測量研究輪軌和機翼的剩余應力，優化機械加工工藝，使高鐵和飛機變得更安全舒適。sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

   8月28日，中國電科38所研制的直線加速器束流相位測量電子學系統，助力國家大科學裝置——中國散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，獲得中子束流，標志著散裂中子源主體工程順利完工，進入試運行階段。目前，全球正在運行的脈沖式散裂中子源主要有英國散裂中子源、美國散裂中子源和日本散裂中子源。建成后的中國散裂中子源，將成為世界第四臺脈沖式散裂中子源。sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

   束流相位的精確測量，是直線加速器調束過程中重要的一環，直接關系CSNS的建設進度。2015年3月，中國電科38所成功中標直線加速器束流相位測量電子學系統。歷經一年多技術攻關，中國電科38所通過科技創新，采用數字解調技術，首次實現了束流相位的全數字化工程測量。中國電科38所研發人員彭衛博士告訴我們，該設備在CSNS調試束流及打靶獲得中子束過程中，實測相位精度達到±0.2度，技術指標領先國外同類商業產品。同時，該設備將單次調束時間由過去的3-4天縮短至現在的20-30分鐘，極大地提高了調束效率，為散裂中子源主體工程提前完工提供了有力支持。在雙方共同促進下，中國電科38所在研束流位置測量核心技術，將打破國外壟斷，為實現束流位置測量設備國產化奠定堅實基礎。sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

   所謂散裂中子源，通俗的說就是一個用中子來了解微觀世界的工具，也因此被形象地稱作“超級顯微鏡”。當然，中國散裂中子源并非國內唯一能產生中子的裝置，我國還有兩個反應堆中子源裝置——中國先進研究堆和中國綿陽研究堆，它們可以提供連續中子束。所不同的是，中國散裂中子源是我國唯一能通過加速器打靶產生中子的裝置。sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

   中國散裂中子源是國家“十一五”期間立項、“十二五”期間重點建設的重大科技基礎設施。這次打靶首次獲得中子束流，調試進度大大超過國際上其他散裂中子源調試過程。預計2018年春，中國散裂中子源將按計劃全部完工，正式對國內外用戶開放。未來，散裂中子源還將向國家申請二期工程建設，屆時將新建譜儀，并將功率從100千瓦升級到500千瓦。sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

   世界上的物質是由分子和原子構成的，原子就像是原子核和核外電子的微小太陽系，質子和中子構成了原子核。sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

   散裂中子源就是一個用中子來了解微觀世界的工具。當一個高能質子打到重原子核上時，一些中子被轟擊出來，這個過程被稱為散裂反應。被轟擊的原子核溫度升高，更多的中子就會“沸騰”起來并脫離原子核的束縛。sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

   如果將一個壘球用力投到裝滿球的筐中，有一些球會立刻蹦出來，而更多的球則會彈跳并翻出筐外，散裂反應與這個過程很相似。每個與原子核相作用的質子能夠轟擊出20到30個中子。sAK安徽網庫 地方門戶新聞站

   從上世紀80年代開始發展起來的、基于先進加速器技術的散裂中子源是目前世界上最先進的中子源，它的基本原理是用高能強流質子加速器產生能量在1GeV以上的質子束轟擊重元素靶(如鎢或鈾)，在靶中發生散裂反應，產生大量的中子。(記者 顧繼月)sAK安徽網庫 地方門戶新聞站