8月28日上午10時，位于廣東東莞的中國散裂中子源（CSNS）靶站譜儀控制室內，科研人員凝視著屏幕，緊張待命。只見工程總指揮兼工程經理陳和生院士一聲指令，從加速器引出的質子束流首次打向金屬鎢靶，順利獲得中子束流。在場的工程人員激動地見證了這歷史性的一刻——中國散裂中子源首次打靶成功！中國有了自己的散裂中子源。

位于地下17米深處的中國散裂中子源直線加速器。

被譽為“超級顯微鏡”的散裂中子源是了解微觀世界的利器，原本僅英國、美國和日本三國擁有此設備。CSNS作為我國“十二五”期間建設的最大規模大科學裝置，將成為發展中國家的第一臺散裂中子源，躋身世界4大脈沖散裂中子源行列， 為高水平的科研成果提供有力支撐，并為解決國家可持續發展和國家安全戰略需求的許多瓶頸問題提供先進平臺。

這個擁有“火眼金睛”的國之重器究竟長什么樣？又將發揮怎樣的作用？

小中子，大裝置

國產化率超96%

深入地下17米深處的CSNS加速器隧道，記者得以窺見這個即將封閉進入試運行的“龐然大物”——它包括1臺8千萬電子伏特的負氫離子直線加速器、1臺16億電子伏特的快循環質子同步加速器、2條束流運輸線、1個靶站、首批建設的3臺譜儀等。

那么，CSNS何以成為了解微觀世界的“超級顯微鏡”？這要從微小而神奇的中子說起。

眾所周知，X射線能拍攝人體的醫學影像。而在材料學、化學、生命科學、醫藥等領域，科學家們也希望有一種工具，能像X射線一樣拍攝到材料的微觀結構。中子散射技術就是這樣一種強有力的工具，能研究諸如DNA、蛋白質、飛機材料等的內部結構。

中國科學院院士陳和生告訴記者，中子的發現及應用是20世紀最重要的科技成就之一。由于中子不帶電、穿透性強，能分辨輕元素、同位素和近鄰元素，并具有非破壞性，這使得中子散射成為研究物質結構和動力學性質的理想探針之一。

“當中子入射到樣品上，與其原子核或磁矩發生相互作用，產生散射，就可以通過測量散射的中子能量和動量的變化，研究各種物質的微觀結構和運動規律。”陳和生院士解釋，“做一個形象的比喻，假設面前有一張看不見的網，我們不斷扔出很多玻璃彈珠，有的穿網而過，有的打在網上，彈向不同角度。如果把這些彈珠的運動軌跡記錄下來，就能大致推測出網的形狀；如果彈珠發得夠多、夠密、夠強，就能把這張網精確地描繪出來，甚至推斷其材質”。

雖然中子如此微小，但產生強中子束的散裂中子源卻是異常龐大的裝置，是各種高、精、尖設備組成的整體。世界上正在運行的脈沖式散裂中子源主要有英國的 ISIS、美國的SNS和日本的J-PARC，中國的CSNS是全球第四臺。

“CSNS的建設攻克了許多關鍵核心技術難題，設備國產化率超過96%。許多設備的研制達到國內外先進水平。”陳和生院士自豪地介紹。

如此高的國產化率是如何實現的？工程副總經理傅世年分享了設備研發中不為人知的故事，“拿加速器技術來說，與國內外大多數加速器不同，CSNS快循環同步加速器上的主磁鐵真空室不能采用金屬材料，必須采用陶瓷。這種大尺寸陶瓷真空室技術要求特殊，國外公司要價極高。經費有限，我們決心自己研制。科技人員同時與多個廠家合作，幾年間反復多次研制，終于研發出滿足設計要求的樣機，得知消息后，國外公司立刻大幅降低了報價”。

天上地下顯身手

5年內或開啟腫瘤治療新時代

歷經10年建設，CSNS即將完工，很快開啟了產業化探索的第一步。