香港大學(xué)用戶正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所東莞分部供圖

　　今年上半年，從事材料研究的香港大學(xué)黃明欣副教授就利用中國(guó)散裂中子源做了一項(xiàng)有關(guān)高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)性能的實(shí)驗(yàn)。高強(qiáng)鋼作為汽車(chē)行業(yè)的熱門(mén)材料，既要輕又要結(jié)實(shí)安全。黃明欣對(duì)其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超級(jí)配分鋼進(jìn)行了細(xì)致測(cè)試，發(fā)現(xiàn)了新的位錯(cuò)機(jī)理，為設(shè)計(jì)更高屈服強(qiáng)度和延展率的鋼材料提供了重要參考。

　　黃明欣不僅對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果十分滿意，而且對(duì)散裂中子源近在咫尺帶來(lái)的便捷感觸頗深。此前，他曾向日本散裂中子源申請(qǐng)機(jī)時(shí)，要先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟，然后把材料寄到日本，對(duì)方做完實(shí)驗(yàn)后再把數(shù)據(jù)回傳給他?，F(xiàn)在，從香港出發(fā)，一個(gè)半小時(shí)車(chē)程就能到達(dá)位于東莞大朗鎮(zhèn)的中國(guó)散裂中子源，“就像在自家門(mén)口”。

　　“接下來(lái)，我們希望用三到四年時(shí)間，再規(guī)劃建設(shè)5到7臺(tái)用戶譜儀，包括工程材料衍射儀、大氣中子輻照譜儀、全散射多物理譜儀等?！苯鸫簌i說(shuō)。

　　不可思議的調(diào)試難度和速度

　　中國(guó)散裂中子源是繼英、美、日之后，世界第四臺(tái)脈沖散裂中子源。雖然建成較晚，但中國(guó)科研人員對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的高效率調(diào)試卻令國(guó)外同行嘖嘖驚嘆。

　　功率是衡量散裂中子源性能優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)。驗(yàn)收時(shí)，中國(guó)散裂中子源的功率達(dá)到20千瓦，預(yù)期三年內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)功率100千瓦。

　　工程師在中國(guó)散裂中子源檢查直線加速器工作情況。新華社記者劉大偉攝

　　在正常狀態(tài)下，中子被緊緊束縛在原子核內(nèi)，自然界中盡管存在自由中子，但壽命很短且不易收集，散裂中子源正是一座巨大的“中子工廠”。“功率越高，產(chǎn)生的中子就越多，樣品散射的中子信號(hào)就越強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)速度就會(huì)更快，實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)質(zhì)量也會(huì)更好?！苯鸫簌i說(shuō)。

　　但是，整個(gè)中子源的運(yùn)行功率只能逐步提升。金大鵬解釋說(shuō)：“我們是十千瓦、十千瓦， 甚至五千瓦、五千瓦地往上提升，因?yàn)橐丛诟叩墓β守?fù)荷下所有部件的運(yùn)行是否和設(shè)計(jì)一致，要觀察加速器、靶站、譜儀能不能很好地工作?！?/p>

　　中國(guó)散裂中子源物理組負(fù)責(zé)加速器的總體設(shè)計(jì)，下面對(duì)應(yīng)著十幾個(gè)硬件系統(tǒng)，涉及幾千套設(shè)備。過(guò)去一年里，他們?cè)诿恳粋€(gè)功率水平上都對(duì)這些設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行了反復(fù)調(diào)試，以求找到最優(yōu)的組合。

　　據(jù)中國(guó)散裂中子源物理組科研人員許守彥介紹，他們要把束流時(shí)間誤差控制在納秒級(jí)別，一納秒相當(dāng)于十億分之一秒，這就要求他們的調(diào)試比測(cè)量?jī)x器還精確。“但參數(shù)組合實(shí)在太多了，任何一個(gè)小問(wèn)題都可能是成百上千套設(shè)備的誤差混合在一起產(chǎn)生的。”