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

  • 习近平同法国总统马克龙举行会谈

  • 2025企业家博鳌论坛举行

独家策划

推荐阅读
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
光明日报北京12月3日电 记者张胜日前从生态环境部获悉,该部与国家能源局近日联合发布3项针对海陆油气田的温室气体自愿减排项目方法学。这是全国温室气体自愿减排交易市场首次将支持范围扩充到油气开采领域,通过市场机制破解油气甲烷回收利用难题。
2025-12-04 09:58
布局“未来产业”,“十五五”规划建议为什么“点名”量子科技、生物制造等6项产业?如何挖掘中国未来产业的应用价值?
2025-12-03 09:52
记者从工业和信息化部获悉:截至10月末,我国5G基站总数达475.8万个,比上年末净增50.7万个,占移动基站总数的37%。
2025-12-03 09:44
利用美国宇航局“毅力”号火星车捕捉到的声音和电信号,法国科学家提出了火星存在闪电的证据。
2025-12-03 09:41
11月30日,内蒙古自治区乌海市,我国装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目成功并网。
2025-12-03 09:34
近日,由中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所研究员丁林领衔的大陆碰撞与高原隆升团队,系统梳理了青藏高原隆升的历史细节。
2025-12-03 09:28
建设教育强国,基点在基础教育。 特别值得一提的是,我校教师创新性地构建了以跨学科项目学习为核心、贯通小初高认知发展,融合科学家精神、工程师思维与设计师视角的科学教育“PRIDE项目式课堂”模式。 此外,科学教育联合培养共同体,也是学校科技教育的有力支撑。
2025-12-02 10:09
今年12月2日是第十四个全国交通安全日,相关部门将围绕“文明交通 礼行天下”主题开展一系列活动。”  公安交管部门提醒:重载车辆、新手驾驶人等慢速群体尽量使用右侧车道通行,减少因较大速度差导致交通拥堵或事故。
2025-12-02 10:08
作为国内单机容量最大、效率最高燃气机组,与传统燃煤机组相比,应急调峰能力大幅提升,能源利用更高效。其碳排放强度仅为百万千瓦燃煤机组的40%,且几乎不产生颗粒物和二氧化硫,从源头减少污染。
2025-12-02 10:08
近日,法国空中客车公司与欧盟航空安全局相继发布声明,要求全球约6000架空客A320系列飞机紧急停飞维修。“此次事件的核心原因是受到单粒子翻转的影响,同时也暴露出航空电子设备对高空飞行环境中太阳辐射影响应对不足。
2025-12-02 10:07
加载更多