盡管已經(jīng)過去10多天，但當(dāng)71歲的中國科學(xué)院院士陳和生回憶起中國散裂中子源“出束”的那一幕，仍按捺不住激動。

他特別留意了時間：8月28日10時，在中國散裂中子源靶站譜儀控制室，科研人員緊張待命，做質(zhì)子束流打靶前的最后準(zhǔn)備。隨著一聲號令，從加速器引出的質(zhì)子束流，打向金屬鎢靶——這是第一次打靶。

8月28日10時56分許，科研人員從中國散裂中子源靶站6號和20號中子束線里，分別測量到從兩個不同慢化器輸出的中子能譜。這意味著，打靶成功，散裂中子源順利獲得中子束流。這是該工程建設(shè)的重大里程碑，標(biāo)志著中國散裂中子源主體工程順利完工。

陳和生就是這個大科學(xué)裝置工程的總指揮。該工程是國家“十一五”期間立項、“十二五”期間重點建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，預(yù)計總投資為23億元人民幣，其中國家批復(fù)投資18．8億元，一度被稱作“我國最大的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施”。

陳和生說，原定于今年秋天實現(xiàn)首次獲得中子束流的目標(biāo)，如今提前實現(xiàn)首次獲得中子束流的目標(biāo)，且調(diào)試進(jìn)度大大超過國際上其他散裂中子源調(diào)試過程，這樣歷史性的一刻值得共同見證。

所謂散裂中子源，通俗地說就是一個用“中子”來了解微觀世界的工具。世界上的物質(zhì)由分子和原子組成，而原子內(nèi)部有原子核，原子核則包含了中子。中子不帶電且對某些原子核非常敏感的特性，讓它能夠“拍攝”到材料的微觀結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運動規(guī)律，因此成了科學(xué)家探測各種物質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“探針”。

也因此，散裂中子源被科學(xué)家形象地稱作“超級顯微鏡”。正如X射線能夠“拍攝”人體的醫(yī)學(xué)影像，科學(xué)家希望找到一種工具，能夠“拍攝”物質(zhì)材料的微觀結(jié)構(gòu)。散裂中子源是最佳選擇之一。

陳和生打了一個較為形象的比方：假設(shè)面前有一張看不見的網(wǎng)，人們不斷地扔出很多玻璃彈珠，彈珠有的穿網(wǎng)而過，有的則打在網(wǎng)上，彈向不同的角度。如果把這些彈珠的運動軌跡記錄下來，就能大致推測出網(wǎng)的形狀；如果彈珠發(fā)得夠多、夠密、夠強，就能把這張網(wǎng)精確地描繪出來，甚至推斷其材質(zhì)。

當(dāng)然，探測物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，除了“中子探針”，還有利用“X光”探測核外電子的同步輻射裝置。中國運行和在建的專用同步輻射裝置，就有“北京光源”“上海光源”和“合肥光源”。

中科院高能物理所東莞分部中子科學(xué)部副主任梁天驕說，X射線適合觀測重元素，中子散射適合觀測氫、氧、氮等輕元素。同步輻射和中子散射看到的是物質(zhì)的不同方面，它們可以優(yōu)勢互補。

目前，全球正在運行的脈沖式散裂中子源主要有英國散裂中子源、美國散裂中子源和日本散裂中子源。完全建成后的中國散裂中子源，將成為世界第四臺脈沖式散裂中子源。

陳和生至今還記得，2001年2月，我國科學(xué)家第一次在香山會議上提出建設(shè)該工程的設(shè)想，2006年，散裂中子源選址東莞大朗。他說，“為了如今歷史性的一刻，我們期盼了10年?！?/p>

不少人有一個疑問，為了這個“第四臺”，國家財政投入18．8億元人民幣，值得嗎？陳和生說，美國散裂中子源投入14億美元，對比來看中國的投入并不算多。當(dāng)然，之所以相比國外“節(jié)省”很多，一個重要原因在于采用國產(chǎn)設(shè)備。

按照陳和生的說法，從2006年起，中國科學(xué)院支持了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)研，攻克了諸多技術(shù)難題。加速器、靶站和譜儀工藝設(shè)備的批量生產(chǎn)在全國近百家合作單位完成，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到96％以上?！叭绻麖膰膺M(jìn)口相關(guān)設(shè)備，這個投資肯定是不夠的?！彼f。

更為重要的是，在他看來，這樣一個大科學(xué)工程，不僅可以在材料科學(xué)、生命科學(xué)、物理等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域提供“有力支撐”，還有“接地氣”的一面，相關(guān)領(lǐng)域可借此平臺攻克國家可持續(xù)性發(fā)展和國家安全戰(zhàn)略需求的一些瓶頸問題。

他舉了一個例子：1998年6月，德國一輛城際快車意外出軌，事故元兇竟然是老化的車輪。在英國散裂中子源上檢測車輪，發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)部裂痕。

陳和生說，事實上，無論是高鐵的輪軌，還是飛機的渦輪、機翼里面都有應(yīng)力，它決定了高鐵和飛機使用壽命和安全性。但是，這個應(yīng)力看不到、摸不著，對它的研究成了避免類似災(zāi)難發(fā)生的關(guān)鍵。如今，科學(xué)家已經(jīng)可以在散裂中子源上，測量研究輪軌和機翼的剩余應(yīng)力，優(yōu)化機械加工工藝，使高鐵和飛機變得更安全舒適。

按照他的說法，散裂中子源的質(zhì)子和中子還可用于腫瘤的放射性治療研究，在新型清潔能源可燃冰的開發(fā)利用中，散裂中子源高壓下的中子衍射技術(shù)，也能用來研究可燃?xì)怏w甲烷水合物的形成機制和穩(wěn)定條件，其研究成果將為安全、高效地開采和利用可燃冰提供科學(xué)依據(jù)。

根據(jù)整個工程規(guī)劃，散裂中子源裝置建在13米到18米的地下，其主要建設(shè)內(nèi)容包括1臺8000萬電子伏特的負(fù)氫離子直線加速器、1臺16億電子伏特的快循環(huán)質(zhì)子同步加速器、兩條束流運輸線、1個靶站、首批建設(shè)的3臺譜儀及相應(yīng)的配套設(shè)施和土建工程。

前不久，陳和生透露，預(yù)計2018年春，中國散裂中子源將按計劃全部完工，正式對國內(nèi)外用戶開放。