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当人类面临生病、受伤或需要体检时,医院里的X光片可以透视人体组织检查疾病,那么飞机、高铁等工程部件受损时该如何“看病”呢?11月8日,记者从上海交通大学获悉,继“河图”谱仪后,我国在高端中子科学仪器领域再次取得重大突破。由交大自主设计研制的超长多模式中子小角散射谱仪“洛书”已通过技术验收,该中子谱仪可以穿透厚重的金属,成为工程部件的“专属医生”。
洛书探测器腔
新一代中子谱仪“洛书”其量程、瞬时量程、谱仪全长等关键指标均直指世界第一。这一重大科研项目的推进,将大力推动中子技术在航天航空、核电能源、化学化工、生物医学、高铁船舶以及基础研究领域的应用,助力突破工程技术瓶颈,探索前沿科学疆界。
“相比X射线,中子拥有更强的穿透力(X射线的千倍以上)。”该项目首席科学家与建设负责人,上海交通大学巴黎卓越工程师学院、材料科学与工程学院双聘教授钟圣怡介绍,中子能够轻松穿越航空发动机、核反应堆构件、高速列车轮毂等关键工程部件,深入探测内部细微缺陷,确保这些关键组件在使用过程中的可靠性。
洛书三探测器系统
最新建成的“洛书”谱仪,长度超过46米,成为全球中子小角散射领域的巨无霸。它的超长准直器与探测系统,使其能够覆盖从微米到亚纳米量级的测量范围,这一范围相当于普通人头发丝直径的百分之一到十万分之一。“洛书”谱仪还全球首创了三探测器系统,能够在同一时间探测到纳米至微米级结构的变化,这对于理解物质微观演化规律、开发新型高性能材料具有重大意义。
2019年,在上海交通大学“双一流”建设项目的支持下,上海交大对接国家重大工程亟须与前沿科研发展需求,建设国际顶尖的中子科学平台。中子平台依托中国绵阳研究堆,建设了两台先进中子科学谱仪“河图”和“洛书”。
“河图与洛书的命名来自我国传统文化,它们不仅是周易八卦的前身,更象征着古人理解世界万物因果规律的智慧。”钟圣怡向记者介绍这两台先进中子科学谱仪“河图”“洛书”命名的初衷,而这份古老的智慧如今在科技领域焕发新生,中子科学正逐渐成为上海交大的一张闪亮名片。
中子团队
上海交大化学与化工学院院长、中科院院士樊春海表示,通过中子谱仪的高效利用,科学家们将继续展开全面攻关,孵化原创新、高水平成果,打破学科壁垒,推动中子技术在各领域的发展与应用,为解决国家工程难题、探索前沿科学提供坚实的技术支持。(光明日报全媒体记者 颜维琦 通讯员 魏娜)