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中物院联合上海交大打造我国自己的先进中子科学平台 9 s; F6 R" \' l# _# ?& O7 t! P
由于中子大科学装置昂贵的造价和复杂的技术，全世界范围内也只有少数国家拥有先进的中子科学平台。我国的中子散射研究平台起步较晚，前期发展慢，且中子科学装置稀缺。 一直到2010年以前，国内研究人员只能申请国外中子科学平台机时才能进行实验，并且常常面临 “排队大半年，实验一星期”的局面。 ! }: C1 B* T5 N% k: A* T/ e
据相关研究人员回忆，他们有一次到 法国做实验，好不容易排上了队，正在不分白天黑夜抓紧实验的档头， 对方告知反应堆出现问题需要检修，团队只能提前回国。承诺后续再补的束流时间一直都没有兑现。 2 X" U; {" s+ p9 {& O9 A
而一些涉及国家 “卡脖子”技术的关键材料及其部件，带到国外研究则意味着国家机密可能泄漏的超高风险。
) ?1 k. q# r- O8 M! ~7 P8 i7 `* x 因此，建设属于我们自己的先进中子科学平台不仅意义重大，同时迫在眉睫。 " P. z `5 V6 L9 ]
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从百废待兴中崛起 , k* y8 i4 n7 O2 f$ f- ?) N
时间拨回20世纪60年代。4 p2 v4 c- L8 z/ Q, ]' o3 ~
建国伊始，百废待兴。在两弹一星的时代，以钱三强为代表的一大批先驱们，带领祖国在这个领域进行从无到有的建设。上世纪60到70年代，以加强国防为中心目标，中国开始了战略大后方建设，即三线建设，在祖国西部建设起大批的科研设备与工业厂房，中子研究设施也包含在内。
8 V$ d/ y, O" Y6 y6 g% A3 D) j 就在这个时期，我国用苏联引进的技术建设了第一批研究堆，对我国的“两弹一星”事业作出了巨大贡献。
2 \# K: L. I) u0 D" F3 C某功勋反应堆（苏联引进的300#反应堆）
! t; A7 N# X" F 转眼间已经到达了20世纪80年代。随着技术的发展，前功勋反应堆等设备和研究能力已经落后于世界，原有设备已经不能满足我国科学家的科研需求，建设一批现代化的中子科学技术平台已经成了燃眉之急。; O- y# V4 ~6 }! p# S
因此，建设中国自己的中子科学平台刻不容缓，它不仅是为了我们国家未来的科技发展，也是为了让中国的高科技在世界上占有一席之地。
9 ?+ C' j! |( H8 b- ~# Q 但是，工程建设可谓一波三折。
6 P6 ~- a. s ^& T' N& | 自2000年起，中国绵阳研究堆、中国先进研究堆、中国散裂中子源等工程陆续开建。
% S4 s) R2 V ~( L 最初，在建设的过程中，我国科学家还一定程度上寄望于购买外国的设备。但很快科学家们就意识到这种思路是走不通的。
$ i* J) T: B' p# D! B9 e: g 在某研究堆在工程建设中，从某国外引入了一个造价上亿元的冷中子源装置。但外方团队调试时发现，装置内氢浓度超标，外方专家一致认为是氢系统和氦系统的夹层损坏，装置只有报废。他们放弃了调试，甚至不要尾款一走了之。所幸，我国科学家抛开外方的判断，全流程梳理，一步步分析，一点点调整，功夫不负有心人，问题最终被找出并顺利解决；更总结出一个道理：大国重器，要实践亲为。
/ H; P/ V% t2 h1 w, ^* p8 h 正如习 近 平 总 书 记所强调，要打好科学仪器设备、操作系统和基础软件国产化攻坚战。
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在一批批中国中子事业奋斗者的辛勤付出下，先后建成中国绵阳研究堆(CMRR)、中国先进研究堆(CARR)、中国散裂中子源(CSNS)并投入使用，其系统完备的科学研究和多领域应用能力，为我国科技创新驱动发展和“四个面向”的重大需求服务。从此，我国翻开了中子事业发展的新篇章。 ' ]5 Y, K- U/ k: Q8 ~' s7 D$ Z
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中国三大中子源
! T: w% ?# B9 W9 ~0 _ 中国散裂源(CSNS)是我国首台、世界第四台脉冲式散裂中子源；中国绵阳堆(CMRR)和中国先进研究堆(CARR)属于反应堆中子源。前者是高能强流质子加速器产生高能质子束轰击重元素靶（如钨或铀）激发散裂反应，产生大量的中子；后者则通过核裂变的链式反应产生稳定中子。我国的中子科学平台正式围绕这三大中子源建设起来的，并在科学和工程领域迸发出勃勃生机。
+ R% d' P: p- C( s% m8 F; p 二十一世纪以来，中国中子事业的发展进入了快车道。在研究堆建设的同时，各种各样的中子谱仪也在同步建造当中。在这当中，也有交大人才的身影。
+ d* ~" b' x K# ]/ j5 S “河图”是交大自主设计建设的国内首台冷中子高分辨应力谱仪，具有高精度、高空间分辨率、大样品承重能力的特点，可用于对大型复杂、各向异性工程部件的内部应力、晶体取向和服役损伤等无损检测，如航空发动机单晶叶片、机匣、核电大型焊接件等。
) X0 f& {) V) H8 j" i8 c 2022年1月，上海交通大学冷中子织构应力一体化衍射仪“河图”顺利验收。其中子注量率和应变分辨率等核心指标在世界同类型装置中处于国际先进水平，部分指标国际领先。
# K6 b6 F D/ Q6 G/ p冷中子织构应力一体化衍射仪——“河图”
/ M% @1 [' c1 ?+ g6 ~4 e3 { “洛书”超长多模式中子小角散射谱仪能针对高分子、金属、生物蛋白、新能源材料等纳米结构进行定量无损表征。其设计指标散射矢量测量范围与实验瞬时散射矢量跨度均直指全球第一，能够覆盖亚纳米至亚微米量程，灵活满足高通量、长量程测量需求。 b! y5 ]7 ~5 N3 c! L* E, H% a
上海交通大学“洛书”超长多模式中子小角散射谱仪，也即将在2024年建成验收，对外开放。
% U* Y3 Y) C2 X7 W+ s) O超长多模式中子小角散射谱仪——“洛书”
' D( \* M- e' O6 [9 \ “河图”与“洛书”中子谱仪的建设不仅是对我国中子科学平台科学研究能力的有力提升，也意味着我国在大科学装置自主化上更进一步。未来，“河图”与“洛书”将会在物理学、化学、生命科学等前沿基础领域以及核电、航空航天等高技术领域发挥重要作用。
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