CSNS运行将满四年 填补我国科研领域多项空白

落户东莞市松山湖科学城的CSNS

文/图 羊城晚报全媒体记者 文聪

完成实验课题约700项、填补我国科研领域多项空白……下月，中国散裂中子源（CSNS）运行将满四年，凭借这份亮眼的成绩单，“散裂中子源国家重大科技基础设施项目”获得了2021年度广东省科技进步奖特等奖。据悉，CSNS预计年内启动二期工程建设，未来的谱仪数量将增加至20台左右，覆盖更加广泛的研究领域。

设备国产化率超九成

落户东莞市松山湖科学城的CSNS总投资约23亿元，是国家“十二五”重点建设的重大科技基础设施。这台“国之重器”由中国科学院和广东省共同建设，使得我国成为世界上第四个拥有脉冲式散裂中子源的国家，也改变了以往我国科学家只能到国外散裂中子源上申请实验机时的历史。

面对技术难度高、风险大的挑战，CSNS科研人员攻坚克难，引领自主技术创新。为了按期、高质量地完成工程建设任务，广大科研人员更是充分发扬奉献精神，在节假日加班加点早已习以为常，不少人甚至连续多个春节假期舍弃与家人团聚的机会，坚守工程建设一线，为CSNS装置贡献力量。

时光眷顾奋楫者，星光不负赶路人。2018年8月，CSNS顺利通过国家验收，设备国产化率超过90%。验收委员会专家评价称，CSNS的各项指标均达到或优于批复的验收指标，装置整体设计先进，研制设备质量精良，靶站最高中子效率和3台谱仪综合性能达到国际先进水平。2020年2月，CSNS打靶束流功率达到100kW的设计指标，比原计划提前一年半，调试速度超过国外同类装置。

“散裂中子源就像‘超级显微镜’，是研究物质材料微观结构的理想探针，为我国材料科学技术、物理、化学化工、生命科学、资源环境和新能源等领域提供了一个技术先进、功能强大的科研平台。”中国科学院院士、CSNS工程总指挥陈和生回忆说：“这是一个富有远见的决定。当时还没有提出粤港澳大湾区的概念，但中国科学院领导希望优化中国大科学装置的布局，让科学院在基础研究和应用基础研究方面的雄厚实力与珠三角地区强劲的经济实力，以及对科学技术和产业升级的迫切需求结合起来。”

CSNS注册用户逾3400人

正如陈和生所言，CSNS作为粤港澳大湾区首个重大科技基础设施，它的建成更是为港澳科学家使用散裂中子源提供了前所未有的便利。例如，“超级钢”具有广泛应用，相关研究显示，如果汽车减重10%，将可以节油6%-8%。香港大学黄明欣教授团队就利用CSNS的粉末衍射仪发现了强度高而且韧性好的“超级钢”的微观机制，为改进这种钢的断裂、韧性和腐蚀性能提供关键的数据。

而依托CSNS相关技术，我国的肿瘤治疗也迎来了技术性革新。2020年8月，CSNS团队成功研制出我国首台具有完全自主知识产权的加速器硼中子俘获治疗（BNCT）实验装置，为我国医用BNCT治疗装置整机国产化和产业化奠定了技术基础。

BNCT是目前国际最先进的癌症治疗手段之一，是利用中子与富集到肿瘤细胞内的硼元素发生核反应所产生的重离子来摧毁癌细胞的一种放射性疗法。与传统的放疗手段相比，BNCT治癌副作用小，只针对癌细胞，不会破坏周围的细胞，提高了患者治疗舒适水平。目前，团队正在与南方医科大学附属东莞医院（东莞市人民医院）共同推进临床试验相关工作，并吸引中国科学院控股有限公司等企业在东莞松山湖成立了BNCT产业化的公司。

据统计，CSNS自2018年8月投入正式运行以来，注册用户超过3400人，其中，大湾区用户超过1/4；围绕国际科技前沿和国家重大需求，支持国内外科研与工业界的课题约700项，取得了多项重要成果，助推了粤港澳大湾区综合性国家科学中心的建设。

二期工程预计年内动工

上月初，又一个好消息从CSNS传来——大气中子辐照谱仪实现多项重大技术突破，成功通过验收。

据CSNS方面介绍，这是散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子第五研究所共同建设的国内首台大气中子地面模拟加速测试平台，将为我国在航空、航天、通讯、能源等领域的高可靠电子信息系统研发与产品制造，提供一个先进的、功能强大的大气中子测试与科研平台，目前已完成了120多项实验。

不忘初心，砥砺前行。据了解，CSNS二期工程预计今年内正式动工，项目建成后谱仪数量将增加到20台左右，并且加速器打靶束流功率将成倍提升，设备实验精度和速度等关键性能将显著提高，满足国内外更多用户需求。

陈和生直言：“CSNS在东莞不断取得科研成果，充分展示了广东省引进大科学装置、推动科技创新的决心和成就，同时也吸引了国内许多一流的科学研究机构落户广东，共同建设大科学装置。”