大科學(xué)裝置南方先進光源正在籌建中
中國散裂中子源在東莞“安家”6年了。如今,，科研人員正期待著早日迎來它的“新鄰居”——南方先進光源,。近日，在南澳科學(xué)會議上,，中國科學(xué)院高能物理研究所副所長王生透露,，目前，中國科學(xué)院高能物理研究所正在籌建中能區(qū)第四代同步輻射光源——南方先進光源,，建成后將填補我國南方地區(qū)在該領(lǐng)域的空白,。
中國散裂中子源和南方先進光源都被稱為“超級顯微鏡”。在中國散裂中子源,，科學(xué)家以中子為探針,，觀察物質(zhì)靜態(tài)微觀結(jié)構(gòu)和動力學(xué)機制。南方先進光源則屬于同步輻射光源,，是一臺高品質(zhì)的“巨型X光機”,，通過X射線，觀察原子和分子的微觀結(jié)構(gòu),。
在科學(xué)研究中,，中子與X射線能實現(xiàn)優(yōu)勢互補,。中國科學(xué)院院士柴之芳介紹，X射線能夠“看”出微觀世界的“骨架”,，“看”到“不可見”的原子和分子結(jié)構(gòu),，透析電子結(jié)構(gòu)及磁結(jié)構(gòu)。而中子能“看”清微觀世界更細節(jié)的信息,，如輕元素,、同位素和近鄰元素等。
“將兩種研究手段結(jié)合,，能讓不少研究從不可能變?yōu)榭赡?。”香港城市大學(xué)教授王循理舉例說,，近年來,，得益于先進的中子和X射線技術(shù)，結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域相關(guān)研究取得巨大進展,，科研人員可以完成一般分析方法無法或難以完成的科學(xué)測量,。
在國內(nèi)，當(dāng)前已建成的同步輻射光源科學(xué)裝置聚集在長江以北或長江沿線地區(qū),，南方地區(qū)沒有同步輻射光源,。部分科研人員在中國散裂中子源開展實驗后，再北上前往同步輻射光源繼續(xù)實驗,。在此過程中,，部分實驗樣品因材料特殊難以通過安檢，無法實現(xiàn)跨地域運輸,，且有的同步輻射光源實驗難于申請,，等待時間長。此外,，部分生物醫(yī)藥領(lǐng)域的樣品保存期較短,，不適合運輸。
第四代同步輻射光源科學(xué)裝置的建設(shè)能較好服務(wù)于粵港澳大灣區(qū),。王循理說,，香港聚集了在X光和中子散射等大科學(xué)裝置領(lǐng)域的科學(xué)人才，迫切需要在兩大科學(xué)裝置的聯(lián)動中,，推動量子系統(tǒng),、能源材料,、納米醫(yī)學(xué)材料等領(lǐng)域的科學(xué)研究,。
大科學(xué)裝置不僅能解決國家重大戰(zhàn)略需求，還賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究,。2023年,，中國散裂中子源完成的實驗課題重點分布在航空航天,、高鐵、船舶,、新能源,、信息材料等領(lǐng)域。從裝置的機器使用時間來看,，國家重大需求類研究占比近30%,，產(chǎn)業(yè)需求類研究占比超10%。目前,，基于這兩大科學(xué)裝置,，面向產(chǎn)業(yè)的研究涉及高性能芯片、電池,、材料,、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。