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松山湖加快推进中子科学城规划建设

2019-05-23 14:22:10 来源: 东莞时间网(广东省东莞市) 举报
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国家重大科技基础设施中国散裂中子源

松山湖材料实验室

“国之重器”中国散裂中子源开放运行取得丰硕成果。首轮申请通过的40个科研课题,于今年2月2日全部完成运行,首轮开放运行期间,用户申请非常踊跃,上机时间供不应求。第二轮申请通过的50多个科研课题,已有5篇学术成果发布。

与此同时,围绕中国散裂中子源规划建设的中子科学城的顶层规划已基本成形,南方光源测试平台项目建设有序推进,预计2019年年内动工建设;松山湖材料实验室一期392亩设计方案已基本确定。松山湖将按照市委市政府的统一部署,紧抓机遇,以更高的站位、更大的格局,对标最高最好最优,加快推进中子科学城规划建设工作。

未来,松山湖将聚焦关键领域,以积极的姿态融入粤港澳大湾区建设,加快推进中子科学城规划建设,与深圳光明科学城、港深落马洲河套地区携手共建综合性国家科学中心,为我市参与大湾区国际科技创新中心建设提供基础和支撑,努力把中子科学城打造成新时期代表东莞参与大湾区建设和对外开放的战略平台,为粤港澳大湾区科技发展和产业升级作出重大贡献。

散裂中子源两轮开放运行成绩斐然

对比美国、英国、日本这些国家散裂中子源的成果进展,我国散裂中子源科研成果的出炉堪称“中国速度”。

“第三轮开放运行将于本月底正式启动申请。”在中国散裂中子源的一间会议室里,接受记者采访的中国散裂中子源的科研人员张俊荣向记者透露。

生于1980年的张俊荣,负责散裂中子源的软件系统和数据分析。自中国散裂中子源首轮正式开放运行以来,他和团队的工作人员已然没有了节假日的概念。

据张俊荣介绍,中国散裂中子源这样一个大科学装置一旦开机,科研人员就必须全天24小时守候在实验室里,一刻也不能停止。

“散裂中子源开机运行之后,中子束会源源不断地打到被研究的样品身上,大多数会不受任何阻碍穿过样品,但有些中子会与研究对象的原子核发生相互作用,其运动方向也会发生改变,向四周‘散射’开来。我们测量中子散射的轨迹及其能量和动量的变化,就可以精确地反推出物质的结构。”张俊荣表示。

据了解,散裂中子源装置的工作原理是将质子加速到16亿电子伏特,速度相当于0.92倍光速,把质子束当成“子弹”,去轰击原子系数很高的重金属靶,金属靶的原子核被撞击出质子和中子,科学家便通过特殊的装置“收集”中子,开展各种实验。

“在这样的情况下,来自全球的实验样品必须提前送到,妥善保管。散裂中子源一旦开机之后,所有样品要‘排好队’,等待实验。”张俊荣表示。

这样一台大科学装置从2006年起就开展了一系列关键技术的预制研究工作,攻克了众多技术难题,不仅极为庞大,而且部件繁多,工艺极其复杂,是各种高、精、尖设备组成的整体。“很多部件都是为了这个大科学装置首次研发出来的,没有可以借鉴的经验数据,所以,每运行完一个星期,就要停机检查维护。而且,每年的暑假期间,都需要停机维护。”张俊荣表示。

譬如,快循环同步加速器的25Hz交流磁铁在我国属首次研制,经过6年时间,才研制出合格的磁铁,针对磁铁磁场饱和,还创新性地提出了谐振电源的谐波补偿方法,解决了多台磁铁之间的磁场同步问题;散裂中子源的“眼睛”——中子探测器,此前的核心技术掌握在国外,经过科研人员的攻关,目前已研发出拥有自主知识产权的探测器。

“每一个部件都要极其精确,比如漂移管直线加速器,安装的误差不能超过0.05毫米,比一根头发丝还细。”张俊荣表示,退一步讲,假如每一个部件的准确度都停留在99%,这样成千上万个部件组合在一起,那故障率就是一个十分吓人的数字。

正是这种精益求精的科学精神,自2018年9月正式对用户开放开始首轮运行以来,中国散裂中子源已取得超预期的成绩——对90多个科研课题进行试验,发表了多篇科研成果的论文,研究成果覆盖了新型储氢材料、锂离子电池、太阳能电池薄膜等众多领域。此外,基于中国散裂中子源的反角白光中子实验装置还开展了5个重要核数据测量实验,这些核数据是新一代核能工程所需要的,抑或测量实验是基础核物理和核天体物理的重要研究内容,并开展了200多个集成电路芯片的高能中子单粒子效应研究。“如果对比美国、英国、日本这些国家散裂中子源的成果进展,我们国家科研成果的出炉堪称‘中国速度’。”张俊荣表示,而且,有些实验需要更多数据和实验的支持,后续将会有更多成果发布。

中国散裂中子源在材料科学和技术、生命科学、物理、化学化工、资源环境、新能源等诸多领域具有广泛应用前景,将为我国产生高水平的科研成果提供有力支撑,并为解决国家发展战略需求的许多瓶颈问题提供最先进的平台。

对于即将开始的第三轮开放运行,张俊荣和他所在的团队都十分期待。“首轮运行申报70多个课题,经第三方机构也就是用户委员会审核通过40多个;第二轮开放运行同样申报70多个课题,审核通过50多个。可以预计的是,第三次申报的课题数量会有比较大的增幅,而且我们审核通过的课题数量也会有所增加。”张俊荣表示,经过前两轮开放运行,中国散裂中子源的科研团队积累了一些经验,同时也将吸引更多来自全球的用户。

中国散裂中子源要研究的是国家战略性新兴行业“卡脖子”的技术难题。“我们欢迎来自全球的高校、科研团队申请课题,只要把技术成果公开,就全部免费申请。”张俊荣笑着说。

值得一提的是,东莞本土高校东莞理工学院在中国散裂中子源前两轮开放运行中也曾多次申报课题。此外,来自香港的高校和科研机构在首轮开放运行中申报了5个课题。从事材料研究的香港大学副教授黄明欣成为中国散裂中子源通用粉末衍射仪的首位香港用户,以前香港学者在一些特别需要中子研究手段的科学问题上,只能远赴重洋做实验,并且实验时间常难以保障,或者仅能采用计算机模拟结合一些常规研究手段,现在他们可以到东莞亲自做中子实验了。黄明欣团队所研究的高强钢是汽车应用的研究重点。它既需要轻量化,又要提升汽车安全性。该团队在中国散裂中子源获得了高强钢在不同组织结构及不同变形条件下的重要微观参数信息。

“近水楼台先得月,这种大科学装置吸引周边地区的科研团队进行科学研究的情况在全球范围内都十分普遍。”张俊荣表示。

中子科学城全面加速推进    

依托中国散裂中子源规划中子科学城,松山湖高新区接连布局松山湖材料实验室、南方光源等大科学装置集群,未来将形成“1+1大于2”、强者更强、优者更优的集群效应。

从一片郁郁葱葱的荔枝林,到屹立起一座“国之重器”的中国散裂中子源,其中甘苦,中科院院士、中国散裂中子源工程总指挥陈和生深有感触。

“我把东莞已经当成了自己的第二个家。”陈和生先前在接受记者采访时表示,他已记不清在这里度过了多少个不眠之夜,闯过了多少工程建设的难关,每前进一步都充满挑战和创新。

从无到有,从有到优。“目前质子加速器束流功率为50千瓦,争取在年底提高到80千瓦,而且正在设计建设5台新的谱仪。届时,课题实验的数量将大大增加。”张俊荣表示。

打造“先进制造业中心”的东莞,如何更好地利用这一大科学装置,助推产业发展?未来,随着粤港澳大湾区多个城市群的融合发展,东莞又如何以中国散裂中子源为基础,实现创新驱动发展?

市委主要领导强调,借鉴国际通用的依托大科学装置建设前沿科学研发及产业化平台的经验,规划建设中子科学城,谋求借力散裂中子源加速创新驱动发展。

据了解,中子科学城的愿景目标是以建设国家级大科学装置集群为基本依托,以建设综合性国家科学中心及粤港澳大湾区科技产业创新中心的核心载体和示范区域为战略目标,以提升完善城市功能和品质为基础,以构建重点实验室、共性技术中心、产品创新中心等研究实体和吸引各类高端科技创新人才为核心,催生一批有重大影响的原始创新成果,不断取得重大基础研究突破,不断推动技术成果转移转化,不断促进产业转型升级,不断集聚高端人才,打造成为世界级重大科技基础设施集群核心、国家级科技创新策源地,成为广深港澳科技创新走廊的联合创新、开放创新、集成创新中心。

事实上,围绕中国散裂中子源这个大科学装置,在散裂中子源正式在东莞建成之时,东莞已经在谋划中子科学城的蓝图。

按照市委市政府的正确指引,依托中国散裂中子源规划中子科学城,松山湖高新区接连布局松山湖材料实验室、南方光源等大科学装置集群,未来将形成“1+1大于2”、强者更强、优者更优的集群效应。

其中,2018年成立的松山湖材料实验室建设成效明显。项目团队已入驻松山湖大学创新城,中科院高能物理所珠三角分部、粤港澳交叉科学研究中心完成挂牌工作,并同步推进全球高端人才招聘工作,启动了10个应用课题的研究。

目前,松山湖材料实验室一期392亩设计方案已基本稳定,明确建设公共技术平台、前沿研究板块、创新样板工厂、粤港澳交叉科学中心四大功能板块,规划调整、用地统筹、项目报批等工作正在有序推进,预计今年上半年动工建设。

南方同步辐射光源已启动预制研究前期工作,南方光源预研和测试平台项目正式列入广东省和中科院全面战略合作框架协议,计划2019年正式动工。

随着大科学装置的入驻及建设,中子科学城区域的人才聚集效应也越发显现。依托散裂中子源等大科学装置,吸引了陈和生院士、王恩哥院士、汪卫华院士、赵忠贤院士等多名顶尖人才前来创新创业,并培养出约400人的中子应用、谱仪设计等方面的顶尖人才。通过由中科院院士王恩哥任实验室理事长,中科院院士汪卫华任实验室主任的松山湖材料实验室和中国科学院物理研究所珠三角分部,现已招揽赵金奎等材料研究方面顶级专家,并成功招引了首批10个科研团队。此外,随着华为终端研发人才的进驻,中子科学城的优质工程师队伍在不断增加,人才集聚要素非常明显,为区域创新驱动发展提供源源不断的智力支撑。

莞深协同共建综合性国家科学中心

与深圳光明科学城、港深落马洲河套地区携手共建综合性国家科学中心,努力把中子科学城打造成新时期代表东莞参与大湾区建设和对外开放的战略平台。

4月,莞深协同共建综合性国家科学中心重点问题研讨会在东莞松山湖科普馆召开。来自莞深两地城市规划相关领域专家学者,围绕如何创新观念、补齐短板、推动体制机制改革等内容建言献策。

会议认为,松山湖将聚焦关键领域,以积极的姿态融入粤港澳大湾区建设,加快推进中子科学城规划建设,与深圳光明科学城、港深落马洲河套地区携手共建综合性国家科学中心,努力把中子科学城打造成新时期代表东莞参与大湾区建设和对外开放的战略平台。

与以往更多引进、转化科技成果不同,当下,莞深有机会抓住全新历史机遇,打造从基础研究到技术创新到成果转化以及新产业培育的全产业链创新体系,实现原始创新、技术创新从跟跑向并跑、领跑转变。多名专家学者期待,莞深两地能够在城市规划等相关领域率先开放协作,携手下好创建综合性国家科学中心的先手棋。

如何携手创建综合性国家科学中心?松山湖将积极推进中子科学城、光明科学城、港深河套地区进一步加强科技创新协同合作,充分发挥香港、深圳、东莞三地优势,增强重大科学设施集聚协同效应,促进优势互补和互利共赢,打造开放互通、布局合理的粤港澳大湾区创新体系,实现共建综合性国家科学中心建设的工作目标。同时,紧抓机遇,充分发挥散裂中子源、南方光源、松山湖材料实验室等大装置、实验室在基础研究及前沿技术应用方面的优势,加快促进高端科技要素集聚,集聚建设综合性国家科学中心的核心资源。

此外,松山湖将尽快推动松山湖材料实验室一期工程实质性动工,推进前沿技术板块、创新样板工厂、粤港澳交叉科学中心、公共技术平台等四大功能建设。推动南方光源测试平台项目年内动工,建设三个实验大厅及超导高频实验测试平台、高精度碰测平台、高精度准直平台、高亮度X射线技术等4个主要平台。推动科普服务单元建设,促进会议酒店、人才公寓、科研载体、科普公园以及光明科学城连接道路建设。

接下来,松山湖将继续瞄准国际科技创新前沿,主动创新行政审批、金融支持、税收激励、人才激励等体制机制,不断完善政策体系,着力推进国家大科学装置集群发展,进一步整理整合广州、深圳、香港的科研创新资源,加快建设高水平的城际轨道交通网络和城市快速交通干道,全力打造国际化的配套设施和环境品质,构建适宜全球创新人才栖居的高品质社区,促进广深港区域内的高校、企业研发中心、科技园区、孵化器等国内外高端创新要素集聚中子科学城,形成多种创新方式协同发展的生动局面,为粤港澳地区经济社会发展提供强劲的动力支撑。

延伸阅读

提升城市品质 全面推进城市功能配套建设

高品质的城市配套和公共配套设施是中子科学城规划建设的基础。据悉,中子科学城拥有6平方公里的生态水域,区域内尚未开发的增量空间超过5平方公里,具有较大改造潜力的存量空间约1.5平方公里,生态资源优越,为中子科学城的环境品质提升提供了条件。

目前,中子科学城首批公共配套项目建设也在有序推进中。松山湖实验小学分校已动工建设,计划今年9月开学;27亩滨湖商业综合体已动工建设;休闲体育公园、南部滨湖区消防站、派出所等配套项目即将动工建设,预计2020年投入使用;犀牛陂村微改造项目取得实质性进展,口袋公园、排渠改造及消防系统升级、元岗路升级等公共建设项目已基本完工。散裂中子源周边绿化、沿路墙体、周边社区环境及象和路、嘉源路、荔华西路、荔乡西路、中子源路完成升级改造,有效提升了中子科学城规划范围内的环境品质。

在强化中子科学城与光明科学城的空间连接方面,松山湖将继续推进深圳13号线北延线及中子科学城——中山大学深圳校区通道等区域性交通基础设施的建设。其中,中子科学城——中山大学深圳校区通道路线建设长度约12公里,造价约20亿元,有望于今年开工。区域大型基础设施的完善,将有助于莞深港进一步加强科技创新协同合作,充分发挥各自科技、产业、人才、金融、开放等优势,为综合性国家科学中心建设带来叠合效应。


刘英杰 本文来源:东莞时间网 责任编辑:刘英杰_dg011
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