探索微观世界的“神器”广东怎么用？
中子，是物理学家用来探索微观世界的理想探针之一。散裂中子源就是用中子来了解微观世界的工具，因此被形象地称作“超级显微镜”。
位于东莞的中国散裂中子源是全球第四台、我国第一台脉冲式散裂中子源。日前，中国散裂中子源二期工程总指挥王生接受南方日报记者专访时表示，中国散裂中子源二期工程将主要建设11台中子谱仪和实验终端，提升加速器和靶站的束流功率，增强对粤港澳大湾区科技创新的支撑力。
自主创新打造国之重器
完成11轮开放运行，2023全年完成376项用户实验，年均开放机时超过5000小时，注册用户6000多个……短短几年时间，中国散裂中子源交出了一份亮眼成绩单。
2024年1月，中国散裂中子源二期工程正式动工。二期工程进一步升级，建成后，中国散裂中子源谱仪数量将增加到20台，加速器打靶束流功率将从一期工程的100千瓦提高到500千瓦。中国散裂中子源的设备研究能力将大幅提升，能够测量更小的样品、研究更快的动态过程，实验精度和速度将得到显著提高。在王生看来，这一切都离不开国内的自主研发和创新。
如今，中国散裂中子源二期工程关键加速器核心设备都拥有完全自主知识产权，整体国产化率已接近100%。
“装置的研发是从零开始，从无到有的。”王生说，一些关键技术掌握在国外大公司手中，不可能对华交流。让王生他们这些研发人员记忆最深的是，一期工程用的4台速调管是从美国进口的，运过来后发现有严重的质量问题，这4台速调管来回送产地维修了五次，差点导致整个工程无法按期完工。因此，二期工程开始后，团队就致力于推动关键技术和设备的自主研发和国产化，“把主动权掌握在自己手里”。
成果转化赋能产业
装置建起来了，怎么用好是关键。王生说，在推动相关技术成果转化上，散裂中子源不断“沿途下蛋”，成果频出。
比如，依托散裂中子源，对航空发电机叶片进行高温合金定向凝固的原位观测实验，为提高国产飞机叶片的质量和制造效率提供思路；中国散裂中子源谱仪的建设，为我国在磁性材料、高效催化剂、金属玻璃、高分子聚合物等诸多领域的研究提供了重要的实验平台。
“大装置除了有大用场，也与人们的生活密切相关。”王生介绍，利用中国散裂中子源发展起来的硼中子俘获治疗癌症，是一种新的二元细胞级精准治疗癌症技术，被称为“癌症第五疗法”。硼中子俘获治疗项目作为推进散裂中子源技术产业化的第一个项目，临床设备在东莞市人民医院已完成安装和调试，即将开始临床试验，为癌症患者带来曙光。
“大科学装置对技术发展有潜移默化的影响，能带动相关产业的技术进步。”王生说，散裂中子源装置是各种高、精、尖设备组成的整体，为了满足散裂中子源的指标，很多设备的工艺指标都会被推到极限，甚至超越现有的工艺水平，进而推动技术进步，为基础研发、技术突破、产业应用等创新全链条赋能。
背靠粤港澳大湾区，中国散裂中子源的运用和发展有了先天的地缘优势。但在王生看来，仅仅有一台散裂中子源其实还不够，他们还在积极推动另一个广泛应用的大科学装置“同步辐射光源”的建设。“如果在散裂中子源的附近，建设一台先进的同步辐射光源，可以产生‘1+1＞2’的巨大协同效应。”王生说，未来，希望大湾区能诞生一个世界一流水平的大科学装置群，产出更多高水平创新研究成果，在培养和凝聚人才、促进国际科技合作方面发挥独特作用。
南方日报记者 张迪 王良珏
通讯员 张玮