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探訪中國散裂中子源：“超級顯微鏡”帶你探微格物******

　　“超級顯微鏡”帶你探微格物

　　探訪中國散裂中子源

　　本報記者 初英杰

　　裝置簡介：

　　中國散裂中子源(CSNS)是我國首臺、世界第四臺脈沖式散裂中子源，是國際前沿基礎研究和國家發展戰略領域多學科交叉研究的大型平臺。中國散裂中子源的成功建設，填補了國內脈沖中子源及應用領域的空白，技術和綜合性能進入國際同類裝置先進行列，顯著提升了我國在相關領域的技術水平和自主創新能力，實現了強流質子加速器和中子散射領域的重大跨越，為物質科學、生命科學、資源環境、新能源等方面的基礎研究和高新技術研發提供了強有力的支撐。

　　廣東東莞大朗鎮，松山湖科學城。

　　這里曾是一片荔枝林，如今坐落著一座“中子工廠”。

　　中國散裂中子源(CSNS)，我國迄今為止已建成的單項投資規模最大的大科學工程。它的建成，使我國成為繼英國、美國、日本之后，世界上第四個擁有脈沖式散裂中子源的國家。

　　前不久，中國散裂中子源二期工程組織了可行性研究報告評審。明年上半年，二期工程有望動工建設。

　　散裂中子源是什么，為什么被稱為“國之重器”？

　　中國科學院高能物理研究所(以下簡稱中科院高能所)副所長、東莞研究部主任陳延偉打了個比方：“簡單來說，散裂中子源就是一臺‘超級顯微鏡’，其產生的中子如同‘探針’，可以清晰檢測物質的內部結構?！?/p>

　　陳延偉介紹，作為當今人類深度探索微觀世界的有力工具，散裂中子源廣泛應用于新材料研發、關鍵零部件的性能檢測等熱門領域，為材料科學技術、物理學、化學化工、生命科學、新能源等基礎研究和應用研究提供先進的科研平臺，對滿足國家重大戰略需求和解決前沿科學諸多領域的瓶頸問題具有重要意義。

　　1 設備研制達到國際先進水平，核心設備國產化率達90%以上

　　中子，組成原子核的基本粒子之一。

　　中子有很多特質。它不帶電，但有磁矩，能很好地幫助我們對磁性結構做研究；它穿透力強，具有非破壞性，能夠原位地研究大的工程部件的殘余應力和金屬疲勞，為高端制造保駕護航；它對生命科學和能源領域極為重要的元素，如碳、氫、氧、氮等，都比較敏感；它跟原子核相互作用，能夠區分同位素……

　　“這些特質，決定了中子在微觀研究領域的不可替代性?！敝锌圃焊吣芩鶘|莞研究部副主任、散裂中子源科學中心副主任金大鵬對記者說。

　　研究物質微觀結構需要大量中子，這就要用到能安全、高效地產生中子的散裂中子源。

　　中國散裂中子源主要由三大部分構成：2臺加速器，包括1臺負氫離子直線加速器、1臺快循環質子同步加速器；1個靶站；多臺中子譜儀。此外，還有相應配套設施。

　　陳延偉介紹了其工作原理：將質子加速到16億電子伏特，把速度相當于0.92倍光速的質子束當成“子彈”，去轟擊原子序數很高的重金屬靶。靶的原子核被撞擊出質子和中子，科學家通過特殊的裝置“收集”中子，開展各種實驗。

　　建設中國散裂中子源的建議，始于上世紀九十年代末期關于中國高能物理發展戰略的研究。此后，中國散裂中子源被列入國家“十一五”大科學裝置建設計劃。2006年，中國散裂中子源選址廣東東莞。

　　2011年，中國散裂中子源開始正式建設。2017年8月，首次質子打靶，成功獲得中子束流；2018年3月，正式建成；2018年8月，正式通過國家驗收，投入運行。

　　散裂中子源裝置龐大，設備部件繁多，工藝復雜?！敖ㄔO散裂中子源，很多技術都需要從頭探索。6年半時間就能建成，離不開關鍵核心技術的突破?！苯鸫簌i介紹。

　　快循環質子同步加速器所用的25赫茲交流磁鐵，在我國屬首次研制。研制期間，遇到了超乎想象的技術難題。

　　鐵芯和線圈振動開裂、渦流發熱……如何解決這些經驗之外的新問題？科研人員與合作單位聯合攻關，最終依靠自己的力量研制出合格的磁鐵?？蒲腥藛T還創新提出了諧振電源的諧波補償方法，解決了多臺磁鐵之間的磁場同步問題。

　　挑戰接踵而至——

　　高功率靶要用到鎢材，而鎢材不耐沖刷，需要在其外包覆一層鉭金屬。怎樣把鉭做到足夠薄，并提高鉭和鎢的結合力？

　　在零下253攝氏度左右低溫下工作的液氫慢化器，其焊接都是難度極大的薄壁焊接，如何保證可靠性？

　　中國散裂中子源的建設過程，也是自主攻關掌握核心關鍵技術的過程。金大鵬介紹，25赫茲交流磁鐵、高功率靶、液氫慢化器、中子探測器等多項關鍵核心技術突破以后，對其他領域的發展也產生了一定影響。

　　中國散裂中子源各項設備的批量生產在全國近百家合作單位完成。通過自主創新和集成創新，許多設備的研制達到國際先進水平，核心設備國產化率達90%以上，這不僅大大降低了裝置成本，還有力提升了國內相關產業的技術水平和制造能力。

　　金大鵬舉了個例子：由于工藝水平高、產品質量好，中國散裂中子源靶體部件的制造單位，成功中標了世界上第五臺脈沖式散裂中子源——歐洲散裂中子源的靶體部件。

　　2 研發過程中的技術突破有望為腫瘤治療帶來重要技術革新

　　位于地下17米的加速器隧道里，排列著各種顏色、連接各種管線的復雜設備。

　　科研人員使用氫氣產生負氫離子，并將它們在直線加速器里加速。當它們的能量達到8千萬電子伏特時，將“飛奔”進入環形的快循環質子同步加速器。

　　一秒鐘之內，就有25波負氫離子奔來。在這里，負氫離子將轉變為質子，并通過不斷“狂奔”、反復加速，將能量提高到16億電子伏特，速度提升到0.92倍光速。接近光速的質子束被引出，去轟擊鎢靶，由此產生中子。

　　在加速器關鍵技術研發過程中，也產生了一些新技術成果，并已衍生出具體應用，開花結果。

　　利用中國散裂中子源的射頻四極加速器技術突破，2020年8月，研究人員成功研制出我國首臺具有完全自主知識產權的加速器硼中子俘獲治療(BNCT)實驗裝置，可用于癌癥治療研究。這為我國醫用BNCT裝置整機國產化和產業化奠定了技術基礎，有望為腫瘤治療帶來重要技術革新。首臺臨床設備已在醫院安裝，預計2023年5月完成安裝調試。

　　中國散裂中子源正式運行并向國內外科學家、工程技術人員、工業企業開放后，大科學裝置的綜合效應日益顯現。

　　“中國散裂中子源在多個領域開展重大創新研究，包括對深海潛水器等大型工程部件進行殘余應力和服役性能檢測等，為國家急需的許多高性能結構材料攻關提供了關鍵技術平臺。在磁性材料、納米功能材料、高效催化劑、自旋電子學、有機太陽能薄膜電池、金屬玻璃、高分子聚合物、生物大分子等國際前沿科技研究中，也取得一大批成果?！标愌觽フf。

　　什么是殘余應力？它是指在材料、部件加工、服役等過程中，保留在其內部的應力，可能導致工程部件的變形乃至失效。

　　深海潛水器的殼體是鈦合金焊接的。下潛海底萬米，要扛住巨大的海水壓強，焊接的可靠性至關重要。

　　“我們對它的焊接模擬件進行檢測，了解不同焊接工藝的殘余應力參數，為殼體壽命預測、焊接工藝選擇提供了關鍵數據支撐?！苯鸫簌i說，高鐵的車輪等大型高速運動工程部件將來也需要散裂中子源來驗證其殘余應力參數。

　　作為粵港澳大灣區首個重大科技基礎設施，中國散裂中子源的建成，為國內科技工作者帶來了研究物質的“利器”，特別是為港澳科學家提供了前所未有的便利。

　　香港大學黃明欣教授團隊研發的超強超韌的“超級鋼”，就是通過中國散裂中子源，來分析其成分、結構，驗證了相關研究結果。

　　3 為前沿科學研究和國家重大需求提供先進研究平臺

　　橙色、紫色、藍色、淺藍、淺綠……走進靶站譜儀實驗大廳，一臺臺顏色各異的譜儀，以靶站為中心，宛如七色花的花瓣一般向外伸展排列。

　　中子產生后，經過慢化，通過中子通道被引入譜儀。

　　“中子在譜儀中和樣品材料的原子核相互作用，產生散射、衍射、透射?！苯鸫簌i解釋說，中子就像派進去探查信息的偵察兵，我們可以根據它進去時的角度、能量，出來時的角度、能量等，經過測量，反推回去，研究樣品的結構及動力學。

　　探微格物，中國散裂中子源為材料科學技術、物理學、化學化工、生命科學、新能源等基礎研究和應用研究提供有力支撐。目前，中國散裂中子源已完成8輪開放運行，全球注冊用戶超過3900人，完成課題800余項。

　　伴隨著國家重大戰略部署的推進、新興產業的發展以及國際前沿研究的需要，中國散裂中子源用戶數量快速增長，申請使用裝置的課題數快速增長。

　　中國散裂中子源面臨“升級”。其實，一期工程設計已經預留了升級改造空間。根據國家“十四五”規劃，中國散裂中子源的二期工程即將啟動。

　　“中國散裂中子源一共規劃有20條中子通道，能夠建設22臺中子譜儀?！苯鸫簌i向記者介紹，目前共有5臺譜儀已投入運行使用，其中包括一期工程國家投資建設的3臺譜儀，還有與高校、研究機構合作建設的2臺用戶譜儀。另有6臺不同類型的合作譜儀正在建設、調試中，其中4臺預計今年年底將投入使用，滿足更多用戶的不同需求。

　　不同的譜儀，有不同的用途。

　　淺綠色的通用粉末衍射儀，主要用于研究物體的晶體結構和磁結構，現在也用于開展小部件的殘余應力測試。

　　剛投入使用不久的大氣中子輻照譜儀，已吸引國內不少高科技企業將自家產品送來測試。研究人員使用高通量的中子加速電子元器件出現問題的進程，從而推動工藝迭代，確保電子元器件與系統性能高度可靠。

　　即將在今年年底投入使用的工程材料應力衍射儀，可以在不破壞樣品的情況下，對高鐵的車輪、航空航天發動機葉片等設備的殘余應力、金屬疲勞數據進行研究，一方面為改進工藝提供參考，另一方面也可以評估出部件既能保證安全又能保證經濟性的使用里程和時間。

　　金大鵬介紹，目前投入使用的譜儀多為通用型譜儀。圍繞國家重大戰略部署、新興產業需求等，專門規劃了一批新的譜儀。正在建設中的譜儀，還有專門用來研究新能源電池的。

　　二期工程建成后，中國散裂中子源的譜儀數量將增加到20臺，覆蓋廣大用戶各方面研究領域。同時，加速器打靶束流功率將從現在的140千瓦提高到500千瓦。這意味著，同等時間能產生更多中子，不僅能有效縮短實驗時間，還能使實驗分辨率更高。

　　“新的譜儀和實驗終端建成后，中國散裂中子源的設備研究能力將大幅提升，實驗精度和速度將大大提高，能夠測量更小的樣品、研究更快的動態過程，為前沿科學研究、國家重大需求和國民經濟發展提供更先進的研究平臺?！标愌觽フf。(中國紀檢監察報)壓大小雙單的平臺

?烏駐美大使：美國計劃幫助烏克蘭建造小型反應堆******

　　中新網11月13日電 據《烏克蘭真理報》報道，烏克蘭駐美國大使馬爾卡羅娃稱，烏克蘭和美國正計劃在烏克蘭領土上建造一座小型模塊化反應堆。

　　馬爾卡羅娃在社交媒體臉書上發文稱，“今天在第27屆聯合國氣候變化大會的框架內，美國總統氣候問題特使約翰•克里和烏克蘭能源部長赫爾曼•加盧先科宣布啟動一個在烏克蘭建造小型模塊化反應堆的試點項目?！?/p>

　　據報道，試點項目的參與者是美國阿貢國家實驗室、烏克蘭國家核電公司、烏克蘭國家安全和國防委員會以及烏克蘭國家核與輻射安全科學技術中心等。

　　據悉，小型模塊化反應堆的體積和功率比安裝在核電站的反應堆要小。它們可以安裝在不可能建造大型核電站的地方。

　　報道稱，此外，約翰•克里還啟動一項名為“鳳凰項目”(Project Phoenix)的新計劃，旨在加速將中歐和東歐的煤炭發電站轉變為在小型模塊化核反應堆(SMR)上運行的發電站。

　　歐盟能源專員卡德里·西姆森(Kadri Simson)指出，烏克蘭40%的能源基礎設施遭襲后無法運行，歐盟將幫助恢復它們。眾信快3app下載

被稱為AR“四小龍”的Nreal、雷鳥創新、Rokid、影目（INMO）的消費級產品頻頻上市******

　　本報記者 秦梟 北京報道

　　沉寂許久的AR賽道再度熱鬧起來。近日，被稱為AR“四小龍”的Nreal、雷鳥創新、Rokid、影目（INMO）的消費級產品頻頻上市，“退網”多時的羅永浩高調入局AR行業，各路資本也相繼入局，在元宇宙助推下，AR領域風云再起。

　　在《中國經營報》記者采訪的過程中，多位業內人士表示，AR應用已經推出，各種概念也層出不窮。資本追捧和加持下的AR概念炙手可熱，也獲得了足夠的關注流量。不過依然有很多應用場景停留在紙面上，有的是噱頭，有的雖然有應用，但還沒有大規模落地，遠未滿足市場需求。

　　新品密集發布

　　“目前，AR 行業的企業有越來越多的動作和產品，整體上看是大的行業周期到了?！崩坐B創新 CEO 李宏偉日前表示。

　　2022年以來，尤其是近幾個月，國內主流AR眼鏡廠商均推出了自己的新產品，消費級AR眼鏡再度呈現爆發態勢。

　　易觀分析的最新統計數據顯示，2022年第三季度，國內消費級AR眼鏡主要線上平臺銷量排名前五大品牌主要是Nreal、雷鳥創新、Rokid、米家、INMO。其中，Nreal以34.5%的市場份額占據首位，雷鳥創新以28.6%的市場份額名列第二，值得注意的是，雷鳥創新僅僅成立一年的時間。各大廠商紛紛選擇今年10月份推出了新品AR眼鏡。

　　10月17日，國內AR廠商李未可科技在線上發布會推出首款AR眼鏡Meta Lens。作為全球首款戶外可穿戴雙目AR眼鏡，其在產品創新上將數字人落地在AR眼鏡上，還在硬件層面做到行業首個真正意義上的戶外可穿戴AR眼鏡。緊隨其后，Rokid、雷鳥創新也發布了新一代消費級AR眼鏡。

　　另一家消費級AR眼鏡廠商Nreal則已在8月份面向中國市場正式推出了三款硬件產品，其中包括Nreal X、Nreal Air兩款AR眼鏡和一款轉接設備Nreal適配器。

　　據不完全統計，今年上半年有超過十款AR眼鏡發布或上市。

　　對于消費級AR眼鏡的再度爆發，易觀分析文化消費行業資深顧問廖旭華認為：有很多方面的原因，包括技術、資本和市場。因為之前有B端市場的實踐，消費端目前的顯示方案和產品方案已經基本成熟，各家出新品都不算特別難，另一原因是此前元宇宙熱潮時投資者的推動，今年是產品上線時間；還有就是業內對蘋果AR的預期，都想在蘋果AR上市之前取得一定的市場優勢，等蘋果點燃市場就順風起飛。

　　天使投資人、互聯網專家郭濤認為，隨著元宇宙概念的火爆，游戲、社交等多個元宇宙應用場景有望迎來井噴式落地，AR眼鏡相關技術逐步成熟，用戶體驗提高，消費級AR作為元宇宙重要的入口之一，需求量大幅增加，行業將迎來新一輪高速發展期。

　　北京社會科學院研究員王鵬則對記者表示，近兩年資本市場熱炒VR/AR，其原因首先是隨著5G等電信基礎設施的普及，為增強現實、混合現實技術提供了一個很好的基礎設施；其次是頭盔、眼鏡等相關硬件成本有所降低，能夠走進普通家庭中。而最重要的還是元宇宙的助推作用，不僅是游戲，工業互聯網、數字孿生、虛擬現實都在與元宇宙結合。

　　行業大起大落

　　實際上，這已不是VR/AR第一次成為熱議焦點。2012年Google發布初代 Google glass揭開了VR/AR發展的序幕，隨后，微軟、索尼等全球科技企業先后進入，該市場一路高歌猛進，在2016年到達頂峰。2016年也由此被稱為AR元年。根據VR陀螺數據，2016年全球VR/AR領域投資金額與數量出現小高峰，分別達261.8億元和203起。

　　安信證券曾表示，第一次計算機浪潮帶來的顛覆性革命將在VR/AR時代重演，VR/AR將是繼PC電腦、智能手機之后的下一代消費級計算機科技產品，VR/AR頭戴式顯示器將會遵循類似從PC電腦到智能手機（智能VR/AR眼鏡）的發展路線。

　　但AR的熱潮似乎剛開始就迎來結局，由于眩暈與延時體驗等消費者使用痛點難以解決，因而資本也漸趨理性，投資熱度有所回落。

　　廖旭華說道：“最后落地的AR不是人們想象中的AR。2016年最后落地到了企業端協作和生產方案上，這一次會落地到近眼顯示設備上，但是人們想象的那種獨立運算、虛實交互的輕便AR一體機眼鏡，目前來看想要在技術上實現落地還需要很長的一段時間?！?/p>

　　天使投資人、知名互聯網專家郭濤向記者分析道，此前，消費級VR場景主要集中在游戲、娛樂等少數幾個領域，受制于核心技術不成熟、設備售價高、成熟應用場景匱乏等突出問題，用戶體驗不好、產品黏性不高，無法實現規?；涞仄占?。隨著元宇宙發展和成熟，將有望從根本上突破VR眼鏡行業發展瓶頸，并迎來發展的黃金時期。

　　獨立經濟學家、財經評論員王赤坤認為，AR應用各種概念也層出不窮。一時間AR概念炙手可熱，不僅獲得資本的吹捧和加持，也獲得了足夠的關注流量。

　　AR何時爆發？

　　乘著元宇宙之勢，AR能否迎來真正的爆發？

　　李宏偉此前介紹稱：“我們預測消費級AR會經歷三個階段：早期市場（2022~2025年），也可以稱為準備期，這個階段的要義和核心能力是硬件設備，實現部分手機場景的替代；主流市場（2025~2028年），硬件的性能達到滿足殺手級應用的要求，革命性產品出現，進入大眾用戶市場；生態爆發階段（2028年后），這個階段構成生態正循環的壁壘?！?/p>

　　廖旭華認為，AR的發展需要有兩方面的助力?！耙粋€是內容與應用生態的繁榮水平，簡單來說就是各個企業能不能探索出更多可玩、可用的用戶場景，提供更多的內容和應用。另一個就是大型科技企業的后續動向，現在還沒有真正的有全面市場影響力的產品?！?/p>

　　郭濤則認為，AR相關核心技術的成熟和應用場景的大規模落地是消費級AR行業爆發的關鍵。核心技術成熟將進一步提升用戶體驗、降低設備成本，為AR設備大規模普及創造硬件條件；而基于AR眼鏡的元宇宙游戲、元宇宙社交等應用場景的成熟和大規模落地，將為消費級AR設備帶來裂變式發展機會。

　　“消費級AR產品必須通過AR生態產業鏈才能真正爆發”，王赤坤認為，AR是個巨大的生態產業鏈概念，而AR產業鏈想要建立的持久、多層次的巨大生態產業鏈，涉及到創新性技術、創新性材料、創新性商業應用、創新性運維等。消費級AR產品要想實現真正的爆發任重而道遠。