'散裂中子源' 通俗来说就是一个用中子散射来了解微观世界的工具, 因此被形象地称作 '超级显微镜' , 是研究物质微观结构的 '国之重器' .
中国散裂中子源工程总指挥, 中国科学院院士陈和生说, 很多人使用光学显微镜去观察肉眼无法直接看到的细胞和细菌, 而中子探测的世界更为微观, 用中子照相的方法, 能够观测一滴水是如何从一株植物的根部运输到枝叶上的. 借此可以用于治疗癌症, 检测飞机高铁安全性等.
不过, 要产生中子这个比原子还小的粒子并不容易. 按照陈和生的说法, 需要将质子加速到16亿电子伏特——相当于0.9倍光速, 把质子束当成 '子弹' , 去轰击原子系数很高的重金属靶, 金属靶的原子核被撞击出质子和中子后, 科学家才能通过特殊的装置来 '收集' 中子.
在这个过程中, 质子加速是一大核心技术, 而将质子加速到16亿电子伏特的关键就在于一个名为射频功率源的系统, 后者因此被称作 '超级显微镜' 的 '动力心脏' . 中国散裂中子源通过验收时, 由中国航天科工二院23所提供的近50台套功率源设备同样全部达到验收指标.
事实上, 因为射频功率源系统中很多关键设备尚无国产先例, 加上可靠性要求极高, 这些年, 不少厂家望而却步或铩羽而归. 中国散裂中子源加速器部经理傅世年说, 航天科工二院23所是散裂中子源项目从开始坚持到最后的唯一一家关键设备配套商, 啃下了加速器里80%的硬骨头.
时任射频功率源系统工程技术负责人, 航天科工二院资产运营部部长肖海潮表示, 23所下属航天广通的科研人员, 用了整整10年才拿下整个射频功率源系统. 他们研制出国内首套200MHz以上大功率四极管功率源, 国内首套应用于加速器系统的数字低电平系统——这些都是 '填补空白' .
其中, 低电平系统负责人王志宇带领的研制团队, 几乎从一张白纸开始, 完成了国内第一套用于加速器装置的数字化高频低电平控制系统, 在此基础上,又衍生成了全数字型, 全模拟型, 数模混合型等系列化低电平产品线, 在国内独占鳌头.
不仅如此, 整个 '动力心脏' 团队还是在和国际 '赛跑' .
以其中的325MHz电子管高频功率源项目为例, 该项目负责人姜勇说, 这一项目所要求的核心指标全部高于国外同类型功率源, 即便是国外实验室和外方厂家也没有类似经验, '可以说越过这道坎就是世界领先' . 整个产品在研究所内研发就用了3年, 成品配合加速器又调试了4年.
在中国散裂中子源验收的当天, 陈和生提到, 整个设备国产化率超过90% , 显著提升了我国在磁铁, 电源, 探测器及电子学等领域相关产业技术水平和自主创新能力, 使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越, 技术和综合性能进入国际同类装置先进行列.