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在中国南方东莞的一个小山沟里 ， 从2021年3月4日起 ， 中科院高能所的科学家在地下十八米处、用一座超级装备运行100千瓦功率的质子束流、极其高效的打出了中子束流 。
我们在小说三体中可以窥见 ， 三体人智子干扰地球的基础科学 ， 就是为了防止人类利用粒子对撞机搞出高能中子束武器 ， 对撞机中的中子束拥有逆天的能量 ， 可以轻松打穿混凝土和装甲 。 而东莞埋藏在地下十八米处的超级装备 ， 就是全球四大散裂中子源之一、中国第一台散裂中子源 。
散裂中子源究竟是什么？为何能吸引全球最顶尖的科学家、国内外37个单位前来排队研究？我国投资近20个亿 ， 到底值不值得？
中子是我们肉眼看不见的 ， 但激发强中子束的散裂中子源却是异常庞大的装置 ， 是一个国家高尖端设备的集合体 。 在此之前 ， 全世界仅仅只有美国SNS、日本J-PARC、英国ISIS四座在运行的散裂中子源 ， 中国跻身世界四强 ， 意义十分重大 ， 因为它将大幅度提升中国基础研究的水平 ， 相当于给一个国家的科技工业打桩 ， 治疗癌症、检测高铁飞机安全竟然也离不开它 ， 受益的行业包括生命科学、化学化工、材料科学、新能源等等 ， 而这可不是一般国家能造的 。
深入了解散裂中子源前 ， 我们先耐心听下原理 ， 增加下我们的知识储备 。 初中时我们就学过物质是分子和原子构成的 ， 而更往神秘微观世界里探索 ， 原子又是由原子核和核外电子组成 ， 而中子和质子便是原子核的构成粒子 。
重头戏来了 ， 散裂中子源就是用散裂的方式将中子“分离”出来 。 怎么分呢？这个过程就像打台球 ， 通俗说就是将质子加速到高能状态 ， 然后用来轰击钨、汞这些重金属 ， 将他们的原子核击碎 ， 中子就从裂变的原子核中横空出世了 。
那我们关键问题来了 ， 我们怎么将裂变产生的中子用于杀死癌细胞呢？
在癌症治疗手段中 ， 有一种名为“硼中子俘获”的治疗法 ， 首先是给患癌者打一针含硼的药物 ， 这种硼会与癌细胞紧密结合 ， 潜伏在癌细胞内 ， 然后利用加速器产生超热中子束照射肿瘤位置 ， 中子也会进入癌细胞内 ， 并释放出极具杀伤力的射线干掉癌细胞 。 有人或许会有疑问 ， 射线会不会误伤周围正常体细胞呢？答案是不会 ， 因为中子产生射线的射程很短 ， 仅仅有一个癌细胞的长度 。
我国癌症治疗的科学仪器大多数从德国、日本进口 ， 一台的售价动辄成百上千万 ， 我们普通人患癌更是治不起 。 2020年8月中科院高能物理研究所东莞分部 ， 成功研制出“加速器硼中子俘获治疗实验装置” ， 而该项装置正是借助了中国散裂中子源 ， 而当时预计四年后就可以进行临床使用 ， 这个必须要赞啊！
散裂中子源还有一个超级重要的应用 ， 就是用来检测飞机、高铁的零部件安全性 。 1998年6月 ， 德国一辆城际快车意外冲出轨道 ， 检测人员始终弄不清楚原因 ， 最终他们用英国的散裂中子源检测 ， 发现了老化的车轮中有着内部裂痕 。 如果当初散裂中子源检测技术被广泛应用的话 ， 就不会有那种事故发生了 。
因为不论是高铁的轮轨还是涡轮发动机的风扇 ， 都存在“应力” ， 这种力就是零部件受外力挤压时 ， 内部产生的相互作用力 ， 看不出摸不透 ， 而散裂中子源就能测量研究内部的应力 ， 优化加工工艺 。
中国散裂中子源是于2011年开建 ， 耗时6.5年 ， 主要是由两台加速器、一个靶站、三台供中子散射实验的中子谱仪组成 。 它的作用并不是具体的 ， 而是基础科学和新材料研发的科研实验平台 ， 它的功能就像一台超级显微镜 ， 比如当你想研发一台癌症仪器时 ， 就可以用中国散裂中子源进行各项实验 ， 观察中子所在的微观世界 。
由于全世界仅有中美英日搞出了散裂中子源 ， 所以散裂中子源的资源极其短缺 ， 所以各国间的中子源基本可以共用 。 以前我们没搞出的时候 ， 只能申请借用国外的设备 ， 而往往就是一大堆人排着队 ， 一等就是几个月 ， 很耽误实验 。
现在我们有了自己的散裂中子源 ， 也轮到人家前来排队 ， 有人或许会问 ， 我们自己辛辛苦苦搞出来的设备 ， 为什么要给人家用？因为微观世界的基础科学理论 ， 是全球共同努力的方向 ， 国外科学家来我国做实验 ， 我们也能得到分享的数据等等 。
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