中国启动新一代中子科学设施了吗？

外媒称中国启动新一代中子科学设施：跻身该领域强国之列。

中国散裂中子源园区俯瞰

11月17日报道 ，中国正在加快运行下一代中子发生器，并将很快在那里开展实验，这使得中国跻身少数几个拥有用于研究物质结构的强脉冲中子束流发生装置的国家行列。

据报道，位于东莞的中国散裂中子源（CSNS）是一个投资约22亿元的科研中心，它将使越来越多的中国顶尖物理学家、材料科学家以及他们的国际合作者得以在多个物理和工程领域参与竞争，设计者还希望这一装置能够催生从电池和桥梁到飞机引擎和癌症疗法在内的各种商业产品和技术应用。

参与规划该装置的香港城市大学物理学家王循理说：“这不仅是中国科学家向前迈出的一大步，也是国际科学界的重大事件。”

束流撞击

报道称，散裂中子源通过用质子束流撞击金属靶——中国散裂中子源使用的是钨——来产生中子，与其他使用核反应堆产生中子束的方法相比，它更加经济也更加安全。由于中子不带电，它们比其他探测工具更容易穿透物质，对氢等轻元素也更敏感，使之能够用于评估燃料电池的备选材料，目前此类设施只存在于英国、美国、日本和瑞士，而瑞典的一座类似设施正处于建设中。

位于日本东海村的日本质子加速研究机构的中子源专家前川藤夫说，虽然中国散裂中子源产生的中子强度要低于其他散裂中子源——意味着实验需要更长的时间——但计划中的设备升级将使它达到与其他装置相同的水平。而且，他指出，由于中子源的稀缺性，“世界各地的用户永远欢迎新的中子源”。

中国散裂中子源将能容纳20条光束线，从而能够为20台仪器提供支持，首批建设的3台谱仪已于11月1日开始进行初期测试。中国散裂中子源中子科学部主任王芳卫说：“中子如期到达样品。”虽然调试可能还需要数年时间，但他预计到2017年底，这些仪器将完成校准并做好进行初步实验的准备。

中国物理学家迫切希望利用这台装置来分析材料的内部磁性，而中国在这一领域有着丰富的经验。王循理说，数台计划建设的谱仪使科学家有机会走到一些领域的最前沿，比如斯格明子——磁性材料中的涡旋状激发——物理学和高温超导性。王循理说：“有一大批处于自己事业初期和中期的科学家渴望利用这一装置来研究磁性。”

全球吸引力

王循理认为这一最新装置将鼓励中国研究人员留在国内，而不是去其他地方谋求事业发展。他说：“从前经常看到中国科学家出国去做此类研究。”

报道称，该装置的首批仪器也吸引了国际研究人员，德国材料科学家弗兰克·克洛泽说，中国散裂中子源是他和同为材料科学家的妻子克里斯蒂娜·雷姆决定加入新设立的广东以色列理工学院的一个重要原因。广东以色列理工学院位于东莞以东约400公里的汕头。克洛泽的主要研究方向是设计可用于氢动力汽车的数据存储设备和传感器，他帮助设计了该装置中一台用于研究自旋电子器件磁性的仪器，这台仪器利用电子自旋来存储数据。

报道称，更多仪器已在建设之中。

搞得真复杂。简单说：核电站是让低纯度的核燃料在有限空间内发生小规模、缓慢的裂变反应，产生热量，烧一大锅开水，然后让高压蒸汽推动蒸汽轮机，带动发电机转子运转发电，实际上跟火电也差不多少，不过是把煤换成了核燃料。

不爆炸太简单了：核燃料的纯度低啊，纯度低的话，自然也就无法达到自发大规模链式反应的要求。如果外界进入核燃料的中子数量少的话裂变的规模就会大大减小。核燃料必须达到一定的纯度和体积，才有可能发生原子d爆炸级别的剧烈链式反应。核电站是通过控制反应区的运动中子数量来控制反应规模的。比较典型的方法就是镉棒，如果检测到反应区温度过高（水烧得太狠）有危险，控制系统会自动控制将镉棒插入到核燃料棒料之间，吸收部分中子。至于插入的深度和数量则视反应规模而异了。大体上就是这样吧。

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