“散裂”出科研创新的“庞然密林”

　　“高铁车轮又大又重，我们用普通手段很难穿透它、观察它的内部结构，而中子能做到。”香港城市大学（东莞）科研管理处主任吴桢舵的话，揭开了中子的神秘面纱。

　　借助中子散射技术，科研人员可穿透高密度合金构件，在不损坏材料的情况下，精准发现其内部的裂纹、空隙等缺陷，甚至能捕捉材料内部结构的细微变化。通过深入研究这些结构演化，科研人员可大幅提升装备的可靠性与稳定性。

　　在广东东莞松山湖地下18米深处，中国散裂中子源宛如一条卧龙。作为粤港澳大湾区首个国家重大科技基础设施，总投资超过23亿元的中国散裂中子源，如同“超级显微镜”，为我国基础研究和应用研究提供着强助攻。

　　散裂中子源是如何深入探秘物质微观结构的呢？散裂中子源科学中心相关负责人介绍，散裂中子源加速器系统可将质子加速打到靶上，瞬间释放出大量中子。经慢化处理的中子通过导管传输，沿着谱仪通道，抵达放置样品的实验站。“中子穿透样品，会与样品材料的原子核发生碰撞，并产生散射。”散裂中子源科学中心相关负责人详细解释说，科研人员通过捕捉这些散射中子的运动轨迹和能量变化，就能解析出材料的微观结构。

　　散裂中子源的一条条谱仪如同“超级显微镜”的不同观测模式，满足着多个学科、方向的科研需求。多物理谱仪是散裂中子源上建成的第一台合作谱仪，也是国内首台全散射谱仪，由散裂中子源科学中心、东莞理工学院和香港城市大学共同建设。

　　“每台谱仪的投入经费都很多。我们强化合作，能有效整合多方资源，更好地发挥谱仪的作用，推动科教融汇、产教融合。”散裂中子源科学中心相关负责人表示，合作谱仪大多与高校共建。

　　多物理谱仪研究领域广泛，涵盖电池与能源、化学与环境、合金材料、稀土与磁性材料等多个方面。该谱仪多项关键技术指标领先，为科研人员提供了一个探索不同有序度结构的优质平台。多物理谱仪运行3年来，已完成 300多项用户实验，成为材料、物理、化学、环境等学科领域重要的研究平台。

　　散裂中子源自2018年正式投入运行以来，与粤港澳大湾区多个高校、研究机构开展深入合作。目前，已有8台合作谱仪基本完成建设。

　　2023年，高能直接几何非弹性中子散射飞行时间谱仪投入使用，它为科学家观察物质材料的微观动力学行为打开了新的窗口，有望助力科学家进一步揭示高温超导材料等前沿材料的机理和微观秘密。这台谱仪由中山大学和散裂中子源科学中心联合建设，填补了我国百毫电子伏以上中高能非弹性中子散射的空白。

　　散裂中子源与中山大学、南方科技大学、香港城市大学（东莞）、东莞理工学院等高校开展的深入合作，不但让新能源电池、超导材料研究等科研项目跑出了“加速度”，而且强化了科教融汇、协同育人。很多高校的学生通过联合培养，参与散裂中子源谱仪建设、科学研究，强化了实践能力，也对国家战略需求、区域产业发展需求有了更深入的认知。很多学生在这里参与校企合作项目，协助企业研发新产品，助力了企业的技术攻关和创新发展。

　　散裂中子源“扎根”大湾区，“散裂”出一片创新科研的“庞然密林”。许多创新研究在这里开花结果，推动了当地产业的转型升级。散裂中子源自投入运行以来，已累计完成15轮开放运行，年均开放机时超过5000小时，注册用户达1万多个，完成课题2500余项。

《中国教育报》2026年04月01日 第06版