刘*连出诊的医院 http://disease.39.net/bjzkbdfyy/220307/10391279.html欧洲散裂中子源(ESS)位于瑞典的大学城隆德,属欧盟大型基础设施建设计划的重点项目,建设阶段总投资18亿欧元,每年的运转维护费用约1.4亿欧元,由13个欧盟成员国包括法国、德国、英国、匈牙利、意大利、拉脱维亚、西班牙、瑞典等出资,其中近一半的建设成本由瑞典和丹麦承担。项目预计将于年前全部竣工,一旦完全投入使用,将成为全世界最大的散裂中子源和最先进的粒子物理实验室,每年将有名科学家使用ESS的中子束,同中国散裂中子源项目一样,该项目的关键设备中子靶站的靶体材料也采用钨,其钨靶材料由中国北京一家业界知名的钨合金企业负责生产制造。
“中子散射”有何作用,值得世界各大国甘愿花如此巨大的成本去建设相关项目。据了解,中子可以用来精确定位物质的成分,而无需侵入性的化学标记,但同时它们可以非破坏性的方式通过大多数物质,这使得它们成为非常广泛的应用的科学探针,从医学到考古学,从生命科学到物理学和工程学等的研究。通俗地说,散裂中子源技术在生物、生命、医药、新能源、航天航空科技等研究领域发挥着X射线无法替代的作用,并与同步辐射光源互为补充,成为基础科学研究和新材料研发的最重要平台之一。例如,散裂中子源的质子和中子可用于肿瘤的放射性治疗研究,已在许多发达国家得到应用。还有,在新型清洁能源可燃冰的开发利用中,散裂中子源高压下的中子衍射技术可用来研究可燃气体甲烷水合物的形成机制和稳定条件,其研究成果将为安全、高效地开采和利用可燃冰提供科学依据等,总之,中子散射技术能在凝聚体物理学(固体和液体)、化学、考古学、生物工程、生命科学、材料科学等领域发挥作用,它能将人类对于客观事物认知水平再提升到一个全新的高度,ESS项目将至少拥用15种高度专业化的仪器项目。
那么,研究“中子散
不过,科学家要想发现和研究中子源,就需要大量的粒子从它们的核键中解放出来。这就是所谓“散裂”,再深入点说,当高能粒子在散裂过程中与原子核相互作用时,由于核反应,较轻的粒子就会从靶中射出,这其中大部分是中子。实现这个过程最理想的材料就是钨靶材。散裂方法就是使用加速器在靶上发射质子,开始于由离子源产生的荷电分子氢离子,氢气通过快速变化的电磁场被加热,使得电子从氢分子蒸发,留下质子,然后将它们注入线性粒子加速器,并作为高能量脉冲释放,从而触发发生散裂的目标。
ESS将建设长达米的直线加速器中,并装有一个三吨钨轮。当设备运行时,粒子会达到光速。在管道末端,它们将撞击一个重达11吨的巨大钨靶,这是散裂源的一项新技术,其中包括由氦气冷却的低温系统和中子减速至可用速度的减速-反射系统。在此之后,中子束线将中子引导至仪器。
ESS会产生大量热量,例如用于冷却加速器超导腔体的低温系统。运行时钨的温度达到几百摄氏度。除了用于研究的自由中子外,散裂过程还会产生大量的废热-这些废热将被回收并用于当地居民的加热设施改造,不过该项目至少要到年才能建成投入使用。相对于欧洲的ESS项目,位于中国东莞的CSNS中子源项目已于年前后建成,笔者下期将介绍中国散裂中子源项目。(中钨在线:伟平)