
中子散射技術,被譽為核能領域的“超級顯微鏡”,憑借其遠超X射線的強大穿透力,正逐步揭開物質微觀結構的神秘面紗。這一技術不僅能夠深入探測航空發(fā)動機、核反應堆組件及高速列車輪轂等關鍵工程部件的內部缺陷,還成為了推動多個科研領域突破的重要工具。

上海交通大學近日宣布,該校自主研制的超長多模式中子小角散射譜儀“洛書”成功通過技術驗收。該譜儀在量程、瞬時量程及譜儀全長等關鍵指標上均達到了世界領先水平。這一高端中子科學儀器的誕生,預示著中子技術在航天航空、核電能源、化學化工、生物醫(yī)學及高鐵船舶等領域的應用將邁上新的臺階,為解決工程技術難題和前沿科學研究提供強大助力。

“洛書”譜儀以其超過46米的長度,傲視全球中子小角散射領域。其超長準直器與探測系統(tǒng)能夠覆蓋從微米到亞納米級別的測量范圍,相當于能夠“看清”普通人頭發(fā)絲直徑的百分之一至十萬分之一的微觀世界。該譜儀首創(chuàng)的三探測器系統(tǒng),可同時探測納米至微米級結構變化,這對于理解物質微觀演化規(guī)律及開發(fā)新型高性能材料具有深遠意義。

“洛書”譜儀的設計過程充滿了挑戰(zhàn)與突破。最初的設計藍圖定格于39米,但經過團隊的深入調研與論證,他們敏銳地意識到這一設計無法全面覆蓋多個重要的科研領域。于是,團隊迎難而上,克服了重重技術難關,最終將譜儀長度提升至46米,為中子科學領域的發(fā)展注入了新的活力。

“洛書”與“河圖”兩款譜儀的命名,均源自我國傳統(tǒng)文化,象征著古人理解世界萬物因果規(guī)律的智慧。這兩款譜儀的研制,是上海交大為對接國家重大工程需求與前沿科研發(fā)展而建設的國際頂尖中子科學平臺的重要組成部分。其中,“河圖”譜儀已于2022年通過驗收并正式運行,其關鍵技術指標在全球同類型裝置中處于領先地位,為多個關鍵工程構件的無損定量測試提供了科學支持。
學界專家對“洛書”譜儀給予了高度評價。林忠欽院士認為,“洛書”譜儀在設計上充分發(fā)揮了冷中子的特點,兼顧了高強度和高分辨功能,為金屬、高分子、生物蛋白及功能材料等的納米結構表征提供了充足的硬件條件。樊春海院士則指出,“洛書”譜儀是當前國際上少有的可進行超大量程測量的裝置,在探索亞納米到微米尺度的微結構方面具有顯著優(yōu)勢,能夠滿足不同科研領域的研究需求。












