大科學裝置南方先進光源正在籌建中
中國散裂中子源在東莞“安家”6年了。如今，科研人員正期待著早日迎來它的“新鄰居”——南方先進光源。近日，在南澳科學會議上，中國科學院高能物理研究所副所長王生透露，目前，中國科學院高能物理研究所正在籌建中能區第四代同步輻射光源——南方先進光源，建成后將填補我國南方地區在該領域的空白。
中國散裂中子源和南方先進光源都被稱為“超級顯微鏡”。在中國散裂中子源，科學家以中子為探針，觀察物質靜態微觀結構和動力學機制。南方先進光源則屬于同步輻射光源，是一臺高品質的“巨型X光機”，通過X射線，觀察原子和分子的微觀結構。
在科學研究中，中子與X射線能實現優勢互補。中國科學院院士柴之芳介紹，X射線能夠“看”出微觀世界的“骨架”，“看”到“不可見”的原子和分子結構，透析電子結構及磁結構。而中子能“看”清微觀世界更細節的信息，如輕元素、同位素和近鄰元素等。
“將兩種研究手段結合，能讓不少研究從不可能變為可能。”香港城市大學教授王循理舉例說，近年來，得益于先進的中子和X射線技術，結構材料領域相關研究取得巨大進展，科研人員可以完成一般分析方法無法或難以完成的科學測量。
在國內，當前已建成的同步輻射光源科學裝置聚集在長江以北或長江沿線地區，南方地區沒有同步輻射光源。部分科研人員在中國散裂中子源開展實驗后，再北上前往同步輻射光源繼續實驗。在此過程中，部分實驗樣品因材料特殊難以通過安檢，無法實現跨地域運輸，且有的同步輻射光源實驗難于申請，等待時間長。此外，部分生物醫藥領域的樣品保存期較短，不適合運輸。
第四代同步輻射光源科學裝置的建設能較好服務于粵港澳大灣區。王循理說，香港聚集了在X光和中子散射等大科學裝置領域的科學人才，迫切需要在兩大科學裝置的聯動中，推動量子系統、能源材料、納米醫學材料等領域的科學研究。
大科學裝置不僅能解決國家重大戰略需求，還賦能產業發展研究。2023年，中國散裂中子源完成的實驗課題重點分布在航空航天、高鐵、船舶、新能源、信息材料等領域。從裝置的機器使用時間來看，國家重大需求類研究占比近30%，產業需求類研究占比超10%。目前，基于這兩大科學裝置，面向產業的研究涉及高性能芯片、電池、材料、生物醫藥等領域。