点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【大国重器零距离】“超级显微镜”如何探索微观世界?
首页> 光明科普云> 视频 > 正文

【大国重器零距离】“超级显微镜”如何探索微观世界?

来源:光明网2024-05-07 16:57

  在广东省东莞松山湖,一项国之重器正在静静地探索着微观世界的奥秘。它就是中国散裂中子源(CSNS),被誉为“超级显微镜”的科学装置,这台脉冲型散裂中子源是中国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源。

【大国重器零距离】“超级显微镜”如何探索微观世界?

  中国散裂中子源占地400亩,规模庞大,相当于40个足球场的大小。这个科学巨兽由一台强流负氢离子直线加速器、一台快循环质子同步加速器、一个靶站以及20台中子谱仪等先进设施构成,它们共同协作,为科学家们提供了前所未有的研究能力。

【大国重器零距离】“超级显微镜”如何探索微观世界?

  在这里,质子被加速器推动到接近光速,然后像子弹一样轰击重金属靶。在这个过程中,金属靶的原子核会被撞击出质子和中子。科学家们随后通过特殊装置“收集”这些中子,以此开展各种实验,深入探索物质的内部结构。

【大国重器零距离】“超级显微镜”如何探索微观世界?

  与传统光学显微镜只能观察物质表面不同,中子源可以穿透物质内部,用中子作为“光线”去探测物体内部原子分子的结构分布和运动状态。因此,它被誉为“超级显微镜”,原则上可以探测任何我们看不见的物质。

  自一期工程完成以来,中国散裂中子源已完成11轮开放运行,每年运行时间超过5000小时,其开放时长和运行效率均处于国际同类装置的领先水平。这台“超级显微镜”不仅在材料基础研究上发挥着重要作用,还在大部件的无损检测等领域进行了重要研究,为国内的很多重大战略需求提供了重要支持。

【大国重器零距离】“超级显微镜”如何探索微观世界?

  例如,在高铁车轮的无损检测中,中子源技术展现了其独特的优势。高铁车轮在高速运行过程中,对车轮内部的形应变要求极高。长期运行过程中,应变的积累可能会对车轮的使用寿命和安全性造成严重影响。然而,传统手段无法探测车轮内部的微观结构和机理。而利用中子源技术,科学家们可以对正在服役的高铁车轮内部的微观结构进行详细检测,从而为提升国产高铁车轮的寿命和性能提供重要的第一手数据。

  目前,中国散裂中子源的二期工程正在紧锣密鼓地建设中。未来,随着更多中子谱仪的投入使用,这台“超级显微镜”将在更多领域发挥其强大的探测能力,为科学家们揭示更多微观世界的神秘面纱。

监制:战钊

策划|撰稿:宋雅娟

记者|拍摄:张梦凡

制作:亢北望(实习)

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 逐梦海天 青春滚烫——记海军山东舰起降保障中队

  • 创新潮涌链博会

独家策划

推荐阅读
从意大利实验室到西北农学院,从抗战时期到和平年代,周尧用70年时光让中国昆虫学从5%的定名权走向自主。
2025-07-18 09:06
记者从会上获悉,截至今年6月,我国每万人口高价值发明专利拥有量已达到15.3件,提前实现“十四五”规划预期的12件目标。
2025-07-18 09:04
而在此次观测中,天文学家发现,在HOPS-315及其周围的原始星盘中,不仅存在固态的结晶矿物,还存在气态的一氧化硅。
2025-07-18 09:04
旨在充分发挥计量支撑产业新质生产力发展的基础保障作用,推动“溯源链、创新链、产业链”融合发展,使计量成为促进产业新质生产力发展的催化器和引擎。
2025-07-18 09:04
该所作物耐逆性调控与改良创新团队日前联合国内外研究机构,构建了首个水稻的多器官单细胞多组学图谱,
2025-07-18 04:30
太阳是地球气候系统的主要能量来源,其活动通过总辐射、紫外辐射、高能粒子沉降等多种形式影响地球大气。近年来,我国夏季降水雨带呈现出持续北移的趋势。
2025-07-18 04:30
人机语言交互的“温度”,其核心在于能否实现情感共鸣、文化适配与价值传递。语言不仅是信息符号,更是心灵沟通的桥梁。为冰冷的代码注入人文温度,需在技术突破与设计理念上双轨并进。
2025-07-17 04:30
近日,中国科学院海洋研究所万世明团队,基于海洋沉积物中的黑碳记录,重建了过去30万年以来东亚北部的古火演化历史,结合欧洲、东亚、东南亚及澳大利亚区域的记录以及考古遗址大数据,发现现代人类大规模用火始于约5万年前。
2025-07-17 04:30
在飞行器大家庭中,有一类特别的成员——翼伞。它们没有刚硬的机翼,却凭着一片巨大柔软的“翅膀”,借助风力优雅地翱翔于天际;它们结构看似简单,却蕴含着空气动力学的精妙智慧。翼伞是融合古老降落伞原理与现代智能科技的独特柔性无人飞行器,包含翼、控制系统、负载,如果加上推力系统,就可化身为伞翼无人机。
2025-07-17 04:30
近年来,移动电源行业呈现出较为迅速的发展趋势。与此同时,移动电源安全事故频发,严重威胁消费者生命财产安全。通过制定强制性国家标准,
2025-07-17 03:55
由该院枸杞科学研究所联合中国林业科学院林业研究所编制的《枸杞属植物新品种特异性、一致性、稳定性测试指南》获得国际植物新品种保护联盟通过。
2025-07-17 04:00
武汉华大生命科学研究院联合南方科技大学等单位,在单细胞水平上成功解密了拟南芥叶片衰老的过程。
2025-07-16 10:44
不只是产量最大,“深海一号”大气田还是我国迄今为止自主开发建设的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大的深水气田。
2025-07-16 10:42
我国正研制《卓越工程师培养认证标准》,该标准是保障卓越工程师培养从“样板间”走向宏大队伍的基础。
2025-07-16 10:39
七月下半月和八月上半月是我国主汛期的最重要阶段,应急管理部指导各地加强灾害风险隐患信息报送队伍建设,开展广泛培训,目前总人数已达115万人。
2025-07-16 10:25
为强化未成年人网络保护,营造良好网络环境,近日,中央网信办印发通知,在全国范围内部署开展为期2个月的“清朗·2025年暑期未成年人网络环境整治”专项行动。
2025-07-16 10:23
新时代新征程,以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业,实现新型工业化是关键任务。
2025-07-15 04:10
现阶段,人工智能赋能新型工业化已取得明显成效,但仍存在人工智能关键硬件与开源软件储备不足、人工智能在重点行业领域应用率偏低、人工智能领域人才短缺且结构不合理、缺乏适应人工智能发展的标准体系和法律法规等问题。
2025-07-15 04:10
2025年可谓人形机器人的“破圈”之年。从蛇年春晚舞台的机器人扭秧歌,到北京亦庄的机器人马拉松,再到浙江杭州的机器人格斗赛……人形机器人正从“实验室”迈向各类“应用场”。
2025-07-15 02:55
科考船在狂风巨浪中剧烈摇摆,寻找渺小的目标如同大海捞针。回收沉睡海底半年的海底地震仪,是这次出海科研任务中最艰难的一环。“快看!在那儿!”随着一声疾呼划破沉寂,
2025-07-15 02:55
加载更多