【南方网】东莞有个“大家伙”!探秘中国散裂中子源工程

  

  “砥砺奋进的五年”之“活力创新看广东”系列报道   

  5年前来到东莞大朗镇水平村的山地,四面仍是大片荔枝林。如今,它摇身一变,成为花园般的现代科技园。中国国家科学装置、世界第四大脉冲中子源装置正在此建设。

  这些年,为进一步加快建设创新驱动发展先行省、国际一流创新创业中心和珠三角国家自主创新示范区,在龙8国际娱乐备用网址和广东省政府的共同努力下,广东在珠三角地区依托龙8国际娱乐备用网址建成、在建深圳大亚湾中微子实验站(DYB)、中国散裂中子源(CSNS)、江门中微子实验站(JUNO)、加速器驱动嬗变www.long8.cc装置(CIADS)、强流重离子加速器(HIAF)等国家重大科技基础设施。

  这些被誉为“国之重器”的国家级创新平台,已成为广东省创新体系的重要组成部分。日前,南方+记者走进位于东莞在建科学工程——中国散裂中子源(CSNS),探究国家大科学装置为广东带来科技创新的协同效应。

  荔枝林变科技园 门前有条“中子源路” 

  汽车从莞佛高速驶入“中子源路”。顾名思义,这条路以大科学装置命名,5分钟车程便抵达位于东莞大朗的中国散裂中子源所在地。

  占地400亩的中国散裂中子源一期项目园区,大片的绿地和现代化的建筑随处可见。行政主楼大厅内,比例尺为1:60的沙盘模型甚是显眼,可一览园区全貌——由国家出资18.6632亿建设的主装置区位于园区南部,包括直线加速器、快循环同步加速器、靶站谱仪三个部分,其它建筑则是由广东省和东莞市财政出资建设的辅助装置区。

  2017年7月7日,中国散裂中子源快循环同步加速器1.6Gev质子束成功加速并引出,为项目推进写下浓墨重彩的一笔。

  在散裂中子源工程副经理陈元柏www.long8.cc员的带领下,南方+记者走进正在进行安装的靶站设备楼。

  楼内的施工颇为讲究。为保持一定的空气湿度和降低扬尘,工人隔一段时间就要向地面洒水。

  大量蓝、绿两色水泥材质的厚重屏蔽块堆放在设备楼内。很快,它们会被分别放入各自的专属位置,为靶站正式运行后阻断辐射。

  重金属靶体置于“闪闪发光”的热室内。热室“穿着”一件不锈钢“外衣”,其下浇筑着厚达1米的重混屏蔽层。运行后的热室将具有高放射性,对靶体的全部操作将由4对高精度遥控维护机械臂完成。工作人员可透过一旁操作室11层的黄铜色铅玻璃和多个摄像头,观察热室内的设备,再操纵机械臂完成所有工作。

  在直径超过12米,放置了20个黄色中子开关、3个慢化器的圆盘形靶站,工程师们在紧张地进行最后检查。很快,靶站会被屏蔽体覆盖。未来要调整、维修设备,技术人员只能从留下的“小口”出入。

  陈元柏这样描述设备楼内这些“大部头”的工作原理——从质子加速器产生的高能质子束流,轰击重金属靶体,通过散裂反应产生大量中子,再通过靶站的慢化器慢化成适合中子散射用的慢中子脉冲,继而被安全引出到实验装置上,供用户开展实验www.long8.cc。

  做实验的散射室位于设备楼最里的位置。1米厚的钢门将阻断实验过程中带来的辐射,保证靶站内人员的安全。

  走上旋转楼梯来到二楼控制室,工作人员正在进行最后的调试。两个月后这间满是探测器和电源系统的屋子将被收拾得“整洁而漂亮”。

  陈元柏见证着项目推进的全过程,其间,科学家和技术人员克服了一个又一个难题。如今,散裂中子源设备国产化率达到了96%以上。散裂中子源在工程建设的同时,他们也在积极培养用户群体准备首批实验。

  南方+记者了解到,经过十年筹备、五年建设的中国散裂中子源将于明年3月接受正式验收。今年9月,中国散裂中子源将输出第一束实验中子束,迈出我国重大科学装置运作的标志性一步。  

 

  上百专家南下东莞 引进人才不遗余力 

  龙8国际娱乐城手机高能物理www.long8.cc所东莞分部共有360人。笑称自己在东莞是“老单身”的61岁的陈元柏,2012年从北京来到东莞工作。和他一样家住北京,在中国(东莞)散裂中子源项目工作的www.long8.cc人员还有100人。

  “我们孩子大了,家里牵挂少。这里还有一批40岁左右的系统负责人,家里上有老、下有小,真不容易。所以在不影响工程进度的前提下,我们采用了灵活的休假方式。” 陈元柏说,大家有着共同的信念与梦想,便有了克服困难的信心与决心。

  让科学家们感触颇深的,还有地方政府的诚意和魄力。陈元柏说,目前龙8国际娱乐备用网址已针对中子源给出了400个落户编制。东莞分部还有200多名以龙8国际娱乐城手机高能物理www.long8.cc所的编制招聘、落户东莞的人才。

  “这些年轻人幸福指数高。一来便可享受东莞政府提供的远低于市场价的优惠购房政策,很多人在这里安了家。”陈元柏说。

  对这项大科学工程,广东省政府和东莞市政府的投入也是“大手笔”。中国散裂中子源工程费用约为23亿,除国家投资的18.6632建设主装置区外,广东和东莞两级政府共投资5亿建设辅助装置区,同时配套建设“中子源路”,连同为园区征地1000亩,广东省政府和东莞市政府累计投入12.4亿。

  广东不仅想要留住南下的科学家,也积极从海外揽才。

  英国散裂中子源“30年来第一位华人首席科学家”,80后的张书彦博士毕业后进入英国卢瑟福实验室的散裂中子源(ISIS)工作,负责材料观测的Engin-X谱仪。2016年,在广东省和东莞市的多次邀请之下,她回国在东莞成立了材料基因高等理工www.long8.cc院。在东莞市政府的投资下,张书彦团队将在散裂中子源中建设一台专用谱仪,用于探索材料产业化应用。

  这份科学家的名单还在不断增加。未来,将有更多有着丰富海外背景和散裂中子源www.long8.cc经验的专家汇聚广东。  

 

  科研“超级显微镜” 大科学装置当“领航员” 

  中子不带电,穿透性强,能分辨氢元素、同位素和近邻元素的,具有非破坏性,是人类探索物质微观结构和动力学性质的有力探针之一。

  龙8国际娱乐备用网址院士、散裂中子源工程总指挥陈和生曾将中国散裂中子源喻为一台“超级显微镜”。

  散裂中子源是体现中国科技水平、经济水平和工业水平等综合实力的大型科学www.long8.cc装置,同时也将为新材料科学、生命科学、新型核能开发等学科及高新技术www.long8.cc,提供先进大型实验平台。

  完工后的中国散裂中子源CSNS将成为继美国的SNS、日本的J-PARC和英国的ISIS之后,世界第四大脉冲式散裂中子源,每年可接待上千名www.long8.cc者在不同谱仪上展开www.long8.cc。

  截至目前,散裂中子源是东莞承接的最具分量的重大科技基础设施。它不仅能吸引高端人才、科研机构等科技资源,更能促进关联技术和关联产业的加快布局和合作。这将为东莞及广东科技创新产生极大连带效应。

  广东省政府、东莞市政府和龙8国际娱乐备用网址全面合作,充分依靠散裂中子源国家大科学装置这个关键支撑,推动散裂中子源相关技术的落地和产业化。

  按照规划,根据《东莞市关于促进散裂中子源关联研发机构和产业发展行动计划(2017)》要求,东莞将开展中子科学城发展规划www.long8.cc,努力打造全球领先的科技创新中心。

  中国散裂中子源在3台谱仪的规划基础之上,还将继续与南方科技大学、东莞理工学院、材料基因高等理工www.long8.cc院等科研机构合作再建4台谱仪。

  中国散裂中子源园区对面,是即将落成的华为公司东莞园区,“散裂中子源未来能为华为改进工艺做不少贡献”,陈元柏说。

  【广东经验】 

  广东大科学工程迎来“黄金时代” 

  国家重大科技基础设施是提升探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的重要平台。国家重大科技基础设施建设不仅对国家经济社会和科技发展具有重大意义,对广东凝聚和培养国内外顶尖科学家和www.long8.cc团队,促进重大原始创新和重大科技成果产出,推动广东创新驱动发展、建设国际一流创新创业中心和珠三角国家自主创新示范区,同样具有重大意义。

  根据《广东省推进基础设施供给侧结构性改革实施方案》,2017年到2020年,广东省将投资约640亿元,建设中国(东莞)散裂中子源、中微子二期实验室(江门)、龙8国际娱乐备用网址(惠州)加速器驱动嬗变系统装置和强流重离子加速器装置等项目18项。

  据【www.long8.cc】最新龙8国际娱乐备用网址_龙8国际娱乐城手机院长吴创之介绍,广东省作为除北京之外国家大科学工程最多的省份,在深入实施重大科技工程,加快创新驱动方面积累了丰富经验。今年3月,中国国务院总理李克强在全国两会政府工作报告中提出,要www.long8.cc制定粤港澳大湾区城市群发展规划。广东省具备建设综合性国家大科学中心的有利条件,在粤大科学工程建设正处于“黄金时代”。

  吴创之说,为推进国家重大科技基础设施建设,龙8国际娱乐城手机和广东省联合成立了“龙8国际娱乐备用网址与广东省共建国家重大科技基础设施领导小组”,共同推动珠三角国家大科学中心建设;在国家大科学工程建设中,广东各级政府积极投入资金,打造具有世界一流水平的重大创新平台。

  龙8国际娱乐城手机高能物理www.long8.cc所等单位还以实验落地为契机,与中山大学、深圳大学、东莞理工大学等多所本地高校共建联合实验室和联合学院,引领相关学科发展。广东省多市围绕国家重大科技基础设施建设核心科技园(如东莞中子城),形成世界级科学www.long8.cc中心,以推动广东及全国物理、化学、材料科学、国防安全等学科前沿领域的基础www.long8.cc和高新技术开发www.long8.cc的发展,根本上提升广东原始创新能力。

  在吴创之看来,大科学工程建设技术落地也同样重要。在粤大科学工程中仅深圳大亚湾中微子实验站、中国散裂中子源、江门中微子实验站、加速器驱动嬗变www.long8.cc装置、强流重离子加速器五大项目总投资超过100亿元,其设备和材料近80%均立足国内自主研发、生产,需要攻克许多关键的高技术难题,将带动广东多个领域的高技术发展。

  【全球参与】 

  串联起人才、企业、高校等创新要素 

  国家大科学装置全方位释放磁效应 

  位于东莞大朗的中国散裂中子源项目,收到了一封来自北京的推荐信。

  吕铭方,英国物理学会北京代表处首席代表,是这份推荐信的起草者,他在信中向散裂中子源项目推荐说,在英国物理学会,有一位从事加速器辐射与探测和应用的www.long8.cc人员Dr. Amir Sanjari博士,希望到中国寻找与此相关的www.long8.cc和教学职位。

  这已经不是散裂中子源第一次接到类似海外人才的推荐信了。

  作为中国首台、全球第四台同类国家大科学装置, 2018年,散裂中子源将建成投入试运行。随着项目建成进入倒计时,散裂中子源对高端人才的磁吸效应,以及对周边产业的提升带动效应也逐步凸显。

  作为国家级大科学装置,散裂中子源对所用设备的制造工艺和服役性能有着严苛的要求,所合作的设备厂商主要是北京上海等地产值过千亿的大型国有企业,不过中国散裂中子源工程副经理陈元柏透露,也有很多广东本地企业通过各种途径和方式,积极参与到了项目的建设中来。

  负责统筹加速器设备研发制造和安装的机械组组长康玲向记者举例说,之前他们曾委托上海某大厂生产一个重要零部件,因为构造特殊,工艺要求复杂,原定2015年10月份交货,结果到2016年4月份还做不出来。

  康玲及其团队最后在东莞联系到两个本地厂家,经过几次沟通www.long8.cc,很短时间就生产出了符合要求的样品,成功解决了问题。

  康玲感叹说,东莞的厂家藏龙卧虎,在精密加工方面的实力非常突出。“有的厂家负责人在节假日还亲自陪我们加班赶工,非常敬业。我确实感觉相见恨晚!”

  在另一面,散裂中子源的建设,同样为珠三角制造工艺的提升和创新带来了更高层次的突破。

  惠州华伦机电厂从北京正负电子对撞机项目就开始与龙8国际娱乐城手机高能所合作,总经理周耀祥表示,参与中子源等工程对技术和品牌方面所作的积累使得公司的业务有了明显提升,目前合作伙伴拓展到香港、日本、美国和意大利等多个国际科研机构。

  招引结合让人才回乡干事创业 

  除了促进企业在创新中获得发展提升,陈元柏也一直在思考着,如何利用好散裂中子源这一磁吸平台,为东莞乃至整个广东创造更多人才效益。

  通过散裂中子源项目的落地,陈元柏正在尝试为在外求学的广东本地高层次人才提供一个回家乡干事业的平台,“比如以前没有这个项目的时候,很多从事科学www.long8.cc的年轻人想回家也找不到施展的平台,以后就可以来我们这里”。

  据统计,仅2015年,陈元柏的团队里就一口气招收了三名东莞籍的清华北大毕业生。

  刘宇是东莞理工学院机械工程学院的毕业生。2010年底,因一次偶然的契机,刘宇加入学校和散裂中子源项目合作的“中国散裂中子源机电技术研发联合实验室”,并参与到了靶站水冷仿真系统项目的设计研发中,最终获得了龙8国际娱乐城手机领导的认可被予以破格录用。

  据统计,在近三年的合作中,东莞理工学院共有44人次学生参与到了散裂中子源机电技术联合实验室中,并已有3名学生毕业后直接留在了龙8国际娱乐城手机高能所工作,越来越多专业人才也借助散裂中子源项目成长起来。

  东莞理工学院机械工程学院院长孙振忠介绍,在合作以来,学院在为散裂中子源项目提供相关机电技术设计开发、设备研制等装备和平台支持的同时,也逐渐成为了一个“科教结合”的重要基地。

  “学院与散裂中子源项目共合作申请了20多个项目,取得了发明专利30多项,其中不少还获得了授权。”孙振忠说,借助合作实验平台,他们在极端环境下装备关键部件的精密制造技术也有了提升,未来还将在这一领域设置新的专业,做进一步的理论和技术www.long8.cc。

  【记者】曹斯 林亚茗 黄少宏 陈启亮

  【实习生】王倩

  【通讯员】马学涛 张玮

  【校对】陈宇

(《南方网曹斯 林亚茗等 2017-08-03