首次达到100kW稳定供束,首次采用远程沟通完成用户实验……在广东东莞,整个新冠疫情期间,中国散裂中子源的科学家们通过强化防控措施,保证了设备调试运转正常进行,并且束流功率于2月28日达到100kW的设计指标,比原定计划提前一年半。
日前,散裂中子源园区迎来了今年新一轮开放运行后的首位现场实验用户。“满血”状态的散裂中子源,正加速迈向尖端科研领域的“创新之源”。

中国散裂中子源首次应用于考古领域
3月18日,位于中国散裂中子源园区内,来自中国科学技术大学的李功在园区工作人员的协助下,利用中子成像技术对他带来的“南海水下文物凝结物”进行内部观测,并获得了一些初步的实验数据。
“此前围绕样品性质,我们团队尝试过多种探测方法。从这几天实验情况来看,散裂中子源对这类样品的穿透性更好,获得的数据也比较理想。”
3月15日抵达的李功,是中国散裂中子源启动今年新一轮运行后,迎来的首位现场实验用户。与此同时,这也是中国散裂中子源首次应用于考古研究。

疫情期间,被誉为“国之重器”的这一大科学装置,防疫、科研两手抓,取得积极进展。中科院高能物理研究所副所长陈延伟介绍,疫情发生以来,散裂中子源园区及时采取了严格管控措施,并且克服困难,抓紧进行加速器调束工作。
2月28日,装置打靶束流功率达到100kW的设计指标,并开始100kW稳定供束运行,达到设计指标,时间比原计划提前一年半。
“按照国际同类装置惯例,设备从满足验收指标到达到设计指标,要需要一段较长时间的磨合调试。我们经过努力调试,最终提前完成目标。”陈延伟表示,束流功率的提升,必然来实验效率的明显提升。“实现装置稳定供束后,作为一个面向用户的装置,我们立即着手组织开展用户实验。目前已经向所有用户群发相关信息。”
采用“不见面”方式完成6项实验
散裂中子源作为观测物质微观结构的“利器”,建成以来受到海内外用户的广泛欢迎,收到大量使用申请。根据统计,中国散裂中子源2019年超额完成了用户开放运行任务,全年计划提供用户机时3600小时,实际完成4576小时,加速器供束效率达到92.6%。
根据以往的装置机时使用流程,用户通常提前半年提出申请,申请通过后,再分配获得相应实验时段。然而受疫情影响,导致部分用户无法按计划前来开展试验。
另外,散裂中子源装置每次开机后,需要经过一段时间运行方能提升至最佳功率。为了不浪费宝贵的设备机时,园区与国内外用户充分沟通后,及时对用户实验进行了重新调整,并首次尝试采用用户邮寄样品的方式开展实验。
“由于散裂中子源开展实验的复杂性和难度较高,平时都要求申请人到现场,根据实验的动态情况,及时调整实验方案,以保证达到用户的科学目标。”中科院高能所东莞分部中子科学部副主任张俊荣表示,此次特殊情况下,园区方面联系了部分对中子源使用情况较为熟悉的用户,将材料样品通过邮寄送达东莞,园方代他们开展实验,并保持远程沟通,尽量降低对实验效率和效果的影响。

据介绍,本轮运行至今,已完成了6项用户实验,涵盖热电材料、负热膨胀材料、磁性材料、非晶氧化物半导体材料、高温合金、页岩等研究领域。
3月份用户实验已经全部排满
散裂中子源用户现场实验的恢复,也标志着今年第一期运行开放用户实验全面展开。陈延伟表示:“本轮运行将持续至7月份,从现有用户申请情况看,3月份的机时已经全部排满,其中包括很多关键前沿领域的重要研究。预计后续将有更多用户前来。”
不过,由于疫情尚未完全结束,为保障用户健康和安全,散裂中子源专门制定了严格的接待流程和疫情防控措施。
“用户到达广州和深圳机场后,我们都会安排专车定点接送,减少不必要的接触。用户在园区开展实验期间,安排单人单间住宿,并向他们发放口罩等防护物品。”中科院高能所东莞分部副主任金大鹏介绍,园区所在的松山湖和大朗镇等地政府部门也为园区防疫提供了大量支持。
陈延伟表示,随着疫情形势逐渐好转,除了继续做好散裂中子源常规运行外,其他方面的工作也将逐步推进。接下来将开展如散裂中子源二期工程的预制研究、设计,以及南方光源前期筹备等一系列工作,“这些受疫情影响比较小”。
【记者】陈启亮
供图中科院高能所东莞分部

