散裂中子源首台合作谱仪通过验收!大科学装置磁极效应加速创新东莞松山湖

深圳特区报记者 刘秋伟 通讯员 黄政正 文/图 2021-07-29 20:17  

  

“国之重器”中国散裂中子源再获新进展——

继今年1月26日成功出束之后,7月26日,中国散裂中子源多物理谱仪顺利通过验收。多物理谱仪是中国散裂中子源、东莞理工学院与香港城市大学共同建设的国内首台中子全散射谱仪,也是中国散裂中子源第一台合作谱仪,于2018年9月开始建设,将于今年10月对外开放运行。

“自2018年8月23日正式运行以来,中国散裂中子源吸引了来自大湾区乃至全球的相关领域的科技工作者,大科学装置的虹吸效应持续显现,有效支撑了大湾区科技创新发展。”散裂中子源科学中心主任、中国科学院高能物理研究所副所长陈延伟表示。

在癌症治疗领域,推动东莞在全球占一席之地

据了解,该谱仪将在我国材料科学、凝聚态物理、生命科学、纳米等学科领域发挥重要作用,同时为粤港澳大湾区的科技创新发展和粤港澳中子散射科学技术联合实验室提供重要的研究平台支撑。

厚积才能薄发。多年的自主创新,散裂中子源对于本次通过验收的信心早已彰显。在此之前的7月初,中国散裂中子源公开面向所有用户征集2021年下半年开放运行的用户课题申请。其中,开放的中子谱仪除了通用粉末衍射仪、多功能反射仪、小角散射仪等3台谱仪外,多物理谱仪已然在列。根据申报内容,多物理谱仪可开展部分衍射实验。

“中国散裂中子源多物理谱仪建设,其中一个主要目标是开展长程有序但局域无序材料的结构研究。” 高能物理研究所东莞研究部中子科学部副主任、中国散裂中子源多物理谱仪负责人殷雯表示,比如,大众所了解比较多的动力电池就是该类物质,将可借助中子多物理谱仪进行研究。

据了解,多物理谱仪的设计通量是同功率英国散裂中子源ISIS全散射谱仪GEM的4到5倍,分辨率与兆瓦级美国散裂中子源SNS全散射谱仪NOMAD相当。

同在今年7月,由南京工业大学材料化学工程国家重点实验室化工学院的王军/周瑜教授领导的科研团队,与浙江大学、新加坡国立大学课题组、中科院高能所大科学装置平台中国散裂中子源通用粉末衍射谱仪等研究团队合作完成的成果文章《自成型含铁丝光沸石单块用于二氧化碳筛分》在国际期刊Science杂志上线。

这一研究被认为是碳捕集领域的突破,开拓了杂原子沸石分子筛在气体吸附分离领域的新应用。未来,这一科研成果对实现碳达峰和碳中和的目标具有重要意义。

过去几年,中国散裂中子源用户在《科学》等顶级期刊发表用户文章60余篇,前三年科学产出远超美国、日本散裂中子源。

源头创新跑出中国“加速度”的同时,产业化的发展同样取得喜人进展。

今年5月,被称为“癌症新疗法”的硼中子俘获治疗(简称BNCT)项目在东莞市人民医院破土动工。

这是中国散裂中子源相关技术催生的首个产业化项目。2020年8月,我国首台自主研发加速器硼中子俘获治疗实验装置在中国散裂中子源研制成功,为我国医用BNCT治疗装置整机国产化和产业化奠定了技术基础,将为我国肿瘤治疗带来技术性革新。

在此之前的2020年3月,世界上第一台加速器BNCT设备和硼药物正式获得了日本厚生劳动省的批准,并已经开始接受患者。这是硼中子俘获疗法在世界上首次正式进入临床应用。

在癌症治疗领域,中国散裂中子源推动东莞在全球BNCT行业占据一席之地。

吸引许多全球顶尖科学家来到东莞

自2018年8月23日正式运行,中国散裂中子源为东莞,乃至大湾区带来了什么?

2018年,海外科学家沃尔夫冈(Wolfgang Kreuzpaintner)博士来到松山湖科学城。1年后,在慕尼黑工业大学获得导师资质后,他于当年9月正式加入中国散裂中子源,致力于研发中子极化装置,供国内外研究人员使用。

沃尔夫冈参与并见证着中国散裂中子源的快速发展。“松山湖近几年发生的变化,放在欧洲,可能需要10年的时间。”

这是中国散裂中子源正式投入运行以来,松山湖科学城的一个新常态——全球顶尖科学家来到东莞,依托大科学装置,进行最前沿课题的研究。中国散裂中子源对人才的“虹吸效应”可见一斑。

同时,大湾区内的大学、科研机构、企业更得地利优势。“粤港澳大湾区的用户是最大的群体,仅香港的用户就占到了10%。大湾区用户在这个装置上完成的科学实验,占到25%。”中国科学院高能物理研究所副所长、东莞研究部主任陈延伟表示。

过去3年,中国科学院高能物理研究所与香港城市大学共同成立的中国科学院-香港地区中子散射科学技术联合实验室于2019年揭牌;散裂中子源科学中心与香港城市大学、澳门大学、东莞理工学院共建的粤港澳中子散射科学技术联合实验室于2020年揭牌,成为了粤港澳大湾区国际科技创新中心的又一重要科研平台。

截至今年6月,中国散裂中子源注册用户超2000人,完成了来自全球众多高等院校、科研院所及企业的课题超过500项,覆盖了新型储氢材料、锂离子电池、新型超导材料、高强钢、太阳能电池薄膜等众多应用领域,并取得了重要成果。

东莞和松山湖同样在行动,厚植源头创新的“沃土”。今年7月,《东莞松山湖促进源头创新实施办法》出台。根据政策,在源头创新方面,松山湖将每年安排1500万元,依托“粤莞联合基金”,省市区三级联动支持基础与应用基础研究;每年安排500万元,设立大科学装置开放课题,开展多学科交叉研究与应用、大科学装置相关技术研发与实验方法开发。

在当今世界的科技竞逐中,从“0”到“1”的原始创新和突破,解决“卡脖子”问题,已然成为国际竞争的重要部分。在松山湖科学城正式纳入国家战略之后,正在积极争取的一批大科学装置的加速到来,包括中国散裂中子源在内的大科学装置的磁极效应将愈发显现,吸引全球科技创新资源,支撑大湾区科技创新发展。

(原标题《散裂中子源首台合作谱仪通过验收!大科学装置磁极效应加速创新东莞松山湖》)

编辑 刘桂瑶 审读 韩绍俊 审核 党毅浩 范锦桦
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