中子散射技术,被誉为核能领域的“超级显微镜”,凭借其远超X射线的强大穿透力,正逐步揭开物质微观结构的神秘面纱。这一技术不仅能够深入探测航空发动机、核反应堆组件及高速列车轮毂等关键工程部件的内部缺陷,还成为了推动多个科研领域突破的重要工具。
上海交通大学近日宣布,该校自主研制的超长多模式中子小角散射谱仪“洛书”成功通过技术验收。该谱仪在量程、瞬时量程及谱仪全长等关键指标上均达到了世界领先水平。这一高端中子科学仪器的诞生,预示着中子技术在航天航空、核电能源、化学化工、生物医学及高铁船舶等领域的应用将迈上新的台阶,为解决工程技术难题和前沿科学研究提供强大助力。
“洛书”谱仪以其超过46米的长度,傲视全球中子小角散射领域。其超长准直器与探测系统能够覆盖从微米到亚纳米级别的测量范围,相当于能够“看清”普通人头发丝直径的百分之一至十万分之一的微观世界。该谱仪首创的三探测器系统,可同时探测纳米至微米级结构变化,这对于理解物质微观演化规律及开发新型高性能材料具有深远意义。
“洛书”谱仪的设计过程充满了挑战与突破。最初的设计蓝图定格于39米,但经过团队的深入调研与论证,他们敏锐地意识到这一设计无法全面覆盖多个重要的科研领域。于是,团队迎难而上,克服了重重技术难关,最终将谱仪长度提升至46米,为中子科学领域的发展注入了新的活力。
“洛书”与“河图”两款谱仪的命名,均源自我国传统文化,象征着古人理解世界万物因果规律的智慧。这两款谱仪的研制,是上海交大为对接国家重大工程需求与前沿科研发展而建设的国际顶尖中子科学平台的重要组成部分。其中,“河图”谱仪已于2022年通过验收并正式运行,其关键技术指标在全球同类型装置中处于领先地位,为多个关键工程构件的无损定量测试提供了科学支持。
学界专家对“洛书”谱仪给予了高度评价。林忠钦院士认为,“洛书”谱仪在设计上充分发挥了冷中子的特点,兼顾了高强度和高分辨功能,为金属、高分子、生物蛋白及功能材料等的纳米结构表征提供了充足的硬件条件。樊春海院士则指出,“洛书”谱仪是当前国际上少有的可进行超大量程测量的装置,在探索亚纳米到微米尺度的微结构方面具有显著优势,能够满足不同科研领域的研究需求。