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中国建成首台散裂中子源 中国大科学装置一览

2018-03-27    鄂州新闻网    阅读:

3月25日,我国“十一五”国家重大科技基础设施——中国散裂中子源按期、高质量完成了全部工程建设任务,通过了中国科学院组织的工艺鉴定和验收。建成后的中国散裂中子源是中国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源,力争今年5月底申请国家验收。

中国散裂中子源工程总指挥、中国科学院院士陈和生表示,中国散裂中子源通过自主创新和集成创新,在加速器、靶站、谱仪方面取得了一系列重大技术成果。设备国产化率超过90%,显著提升了我国在磁铁、电源、探测器及电子学等领域相关产业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,技术和综合性能进入国际同类装置先进行列。

据了解,中国散裂中子源就像一台“超级显微镜”,是研究物质微观结构的“国之重器”,该装置将成为广东省正在建设的国家科技产业创新中心的核心单元,为粤港澳大湾区科技发展和产业升级作出重大贡献。2017年8月,中国散裂中子源首次打靶成功并获得中子束流,装置后续的进展势如破竹。今年春节期间,科研人员加班加点,继续进行紧张的调试运行。期间加速器运行稳定,束流功率和连续运行时间均创调束以来的新高,首期三台中子谱仪都顺利完成样品实验。中国散裂中子源建成后,将充分发挥一期三台谱仪在材料科学、生命科学、凝聚态物理和化学等领域的作用,为广大用户提供国际先进的研究平台。

中国大科学装置一览

北京正负电子对撞机

 

北京正负电子对撞机(BEPC)是世界八大高能加速器中心之一, 是我国第一台高能加速器,也是高能物理研究的重大科技基础设施;由长202米的直线加速器、输运线、周长240米的圆型加速器(也称储存环)、高6米重500吨的北京谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等几部分组成,外型象一只硕大的羽毛球拍。北京正负电子对撞机是当时世界上唯一在τ轻子和粲粒子产生阈附近研究τ-粲物理的大型正负电子对撞实验装置,也是该能区迄今为止亮度最高的对撞机。

BEPC自1990年建成运行以来,迅速成为在20亿到50亿电子伏特能量区域居世界领先地位的对撞机,优异性能为我国开展高能物理实验创造了条件,取得了一批在国际高能物理界有影响的重要研究成果。如:τ轻子质量的精确测量、20-50亿电子伏特能区正负电子对撞强子反应截面(R值)的精确测量、发现“质子-反质子”质量阈值处新共振态、发现X(1835)新粒子等;同时,BEPC“一机两用”,成为我国众多学科的同步辐射大型公共实验平台,取得了包括大批重要蛋白质结构测定在内的重要结果。

北京正负电子对撞机(BEPC)占地总面积达57500平方米,由电子注入器、储存环、探测器、核同步辐射区、计算中心等5个部分组成。正、负电子在其中的高真空管道内被加速到接近光速,并在指定的地点发生对撞,通过大型探测器--北京谱仪记录对撞产生的粒子特征??蒲Ъ彝ü哉庑┦莸拇砗头治?,进一步认识粒子的性质,从而揭示微观世界的奥秘。

90年代以来,高能所已成为世界八大高能物理实验研究中心之一。

上海光源

 

上海光源,即SSRF(Shanghai Synchrotron Radiation Facility),是我国跨世纪最大的科学工程,投资逾12亿人民币,2004年12月开工,坐落上海张江高科技园区。

 作为国家级大科学装置和多学科的实验平台,上海光源由全能量注入器(包括150MeV电子直线加速器、周长180米的全能量增强器和注入/引出系统)、电子储存环(周长432米,能量3.5GeV)、光束线和实验站组成。。

在这个硕大的圆形装置中,全能量注入器提供电子束并使其加速到所需能量,无数电子束以接近光的速度在闭合环形的真空电子储存环中运行,并在拐弯时放出同步辐射光。电子储存环是同步辐射光源的主体与核心,它的性能直接决定了同步辐射光源性能的优劣。为了保证向用户提供在空间位置上高度稳定的同步辐射光,电子束轨道的稳定需要被控制在微米量级。

光束线沿着电子储存环的外侧分布,它起着用户实验站与电子储存环之间的桥梁作用。也就是说这道“光闸”将从电子储存环引出的同步辐射光束“条分缕析”出从远红外到硬X射线等不同波长的同步射光,并按用户要求进行准直、聚焦等再加工,然后输送到用户实验站。

在实验站,同步辐射光被“照射”到各种各样的实验样品上,同时科学仪器记录下实验样品的各种反应信息或变化,经处理后变成一系列反映自然奥秘的曲线或图像??蒲Ъ液凸こ淌γ遣唤隹梢岳们看蠊馑倏焖俨舛ǖ鞍字嗜褰峁?,还能完成对超大规模集成电路的“精雕细刻”。从2004年12月25日正式破土动工,到2009年4月完成调试后向用户开放,这台投资超过12亿人民币的中能第三代同步辐射光源,能量仅次于世界上仅有的3台高能光源。

     (责任编辑 王韵)

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