中国散裂中子源——探秘微观世界的“超级显微镜”

陈和生

20210313

大型科学平台：同步辐射、散裂中子源、自由电子激光

1932 查德威克。1935年诺贝尔奖。

1. 原子10e-10 m
2. 原子核10e-14
3. 中子10e-15
4. 电子<10e-18
5. 夸克<10e-18

对于电子散射，由于电子主要和电子相互作用，因此X-ray的散射截面随着原子序数（电子数）线性变化。

对于中子散射，其主要和中子相互作用。因此在同位素的区分（同电荷、同质子但不同中子）中特别有用。而在医学和生命科学中，同位素是常用的。 特别是生命体的组成元素，H等。X-ray效果不好。中子效果很好。图片展示了水分子等等能被中子方法更丰满地重建出来。

高温超导体中很重要的也是氧的位置。只有中子能做。

甲基沸石红的是同步辐射，白的是加了中子散射的。

可燃冰。南海。两个优点：1清楚。碳氢化合物。2模拟水下，高压容器，很厚的壁，中子才能穿过。

高铁图中：（从上到下）刚造好的情况和一段时间后的情况。

钨靶

直线加速器：地下19米。快循环同步加速器

每秒钟25个周期。每个周期把80MeV转两万多圈，速度提高到1.6GeV

未来的（世界第五个）欧洲散裂中子源的靶就是由我们合作的公司建造。

功率随着时间变化。

200 kW目标实现。

在钢材研究中，韧性和强度是矛盾的。成果就是理解。

直线加速器 80 MeV –》 300 MeV 这样在RCS中input高了，工作能量范围小了。RCS中功率就能提高五倍。

靶站设计特别好。500功率产生的每个脉冲的中子相当于日本1MW。远高于美国1MW

1. 现在生命科学中样品都不大
2. 时间动态过程。功率高了，每完成一次测量需要的时间就短了。
3. 非弹性中子散射截面小。

散裂+同步光源 相互补充

英国就是中子散射+同步辐射一起。瑞典的欧洲散裂中子源也是。法国光源也是和核反应堆在一起（虽然马上要退役）