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

  • 2026世界人工智能大会机器人亮点纷呈

  • 内蒙古锡林郭勒:那达慕引客来

独家策划

推荐阅读
当前,全球能源转型加速推进,海洋能正处在由技术探索迈向规模化应用的关键阶段。准确把握发展形势与现实基础,对于我国海洋能发展具有重要意义。
2026-07-20 10:00
如何破解制约早期科技成果转化的瓶颈?加强国家技术转移体系建设,培养一批全链条参与成果转化的技术经理人迫在眉睫。
2026-07-20 04:20
今年7月,全球人工智能治理的讨论在短短几天内完成了一次耐人寻味的“接力”。从在日内瓦举行的联合国人工智能治理全球对话、“人工智能向善”全球峰会,再到在上海举办的2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议,来自政府、国际组织、企业和学术界的讨论都聚焦于同一个问题:面对快速发展的人工智能,国际社会如何把已有的治理理念真正转化为国际合作行动?
2026-07-20 04:20
中国农业科学院和中国农业绿色发展研究会18日在北京发布《中国农业绿色发展报告2025》。报告显示,我国农业绿色发展水平持续向好,农业绿色发展机制创新不断拓展,理论研究与技术突破协同发力,区域农业绿色发展实践走深走实。
2026-07-20 04:20
不同于常规仅能帮助科研人员完成查阅文献、编写代码、处理数据或者实现流程自动化等基础功能的现有科研系统大模型,“求是引擎”首次具备了千步级长程科研推理能力,是能够自主组织和持续推进科研工作的科学发现系统。
2026-07-20 04:20
精细匹配才能让资源发挥最大效能。把闲置变增量,让分散汇合力,精准的分配机制,有利于提高生产力。
2026-07-17 09:53
新专业落地只是起点。下一步,教育部将组织各地各校有序完成专业开设,及时开发完善教学标准和人才培养方案,明确新专业的核心素养、知识能力要求及设置条件,确保新专业设置有章可循。
2026-07-17 03:20
盛夏雨林凝翠色,沧江碧水逐新潮。7月16日,“2026世界市长对话·西双版纳”主旨对话活动在云南省西双版纳傣族自治州举行。
2026-07-17 03:50
新质生产力的形成和发展,不仅引起社会生活的重大变革,而且引起并要求人的思维方式发生新的变革。思维观念和思维方式是能力、素质的先导,只有思维“换挡”,才能适应和驾驭新质生产力的快速发展。
2026-07-17 03:50
当前,新一轮科技革命和产业变革深入推进,深刻改变着人类的生产生活方式,也引发人们对人工智能在劳动过程中究竟扮演何种角色的诸多讨论。
2026-07-17 03:50
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:54
“北科秀场”也在上演精心打造的10集暑期特辑《科学游戏大冒险》,观众化身“科学侦探”,跟随“科博士”和“科代表”开启跌宕起伏的科学冒险之旅。“北科”系列品牌活动还实现分层培养:3岁至8岁可以在“北科童行”游戏中启蒙,6岁至12岁可在“北科展教坊”探究实践,12岁至18岁可在“北科学堂”完成跨学科进阶。
2026-07-16 09:36
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:35
当钢铁机械遇上童心想象,硬核工业叙事便打破了技术壁垒,在儿童文学中生长出温柔坚韧的力量。开篇岩岩玩积木时爸爸演示的“平行四连杆机构”,最终成为破解矿车转向系统故障的关键,让孩子的奇思妙想对接工业实践。
2026-07-16 09:35
风云卫星的“跨界”应用是中国气象科技对参与我国生态治理与应对全球气候变化挑战,做出的一道“必答题”。更重要的是,风云卫星积累的连续墒情数据,为农作物生长模型构建、气候变化对农业影响分析提供支撑。
2026-07-16 09:34
一个常见误解是,基础研究离市场较远,产业竞争越激烈,越应把资源集中到应用开发和成果转化上。量子信息产业离不开量子力学,人工智能离不开数学、统计学、计算机科学和认知科学,生物制造离不开分子生物学、基因组学和合成生物学,新能源和新材料离不开物理、化学和材料科学。
2026-07-16 09:33
延东煤层气田位于延长县和宜川县境内,是陕西省属企业探明的首个大型深层煤层气田,埋深超2000米,属典型的“自生自储”型深层煤层气藏。
2026-07-15 09:15
中国科学院院士、北京大学干细胞研究中心主任邓宏魁团队发布了其首创的“化学重编程干细胞”技术的自主实验室应用——智能细胞化学重编程和克隆筛选平台。
2026-07-15 09:15
登记面积达37.7万平方公里,绿水青山有了自己的“户口本”。在生态产品价值实现机制方面,探索建立资源权益指标市场化交易机制、生态保护红线内建设用地腾退指标交易激励机制,实现成本共担、生态效益共享。
2026-07-15 09:14
对于我们抢占科技和产业制高点、牢牢把握发展主动权具有重要意义。发展未来产业,前瞻布局管方向、管长远、管全局,梯度培育管路径、管方法、管落实。
2026-07-15 09:14
加载更多