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CT机你一定见过 ， 形状像个滚筒洗衣机 ， 病人躺在里面 ， 利用机器发射的X射线对身体组织进行检查 ， 最后形成一个影像 ， 方便医生判断病因 。
你知道吗？我国在东莞造出了类似于CT机的超级科学装置——散裂中子源 。
它是一个“超级显微镜” ， 大到飞机机翼、高铁轮轨 ， 小到锂电池、DNA分子 ， 近到洗发水、牙膏 ， 远到太空超导材料……它都可以“看到”这些物质的结构与变化 。 那么 ， 这个大科学装置是怎么工作的？又在哪些领域能发挥作用？
一、散裂中子源的原理要弄清“散裂中子源”是什么 ， 首先要了解什么是“散裂”？什么是“中子源”？
中子——我们在中学物理中学习过 ， 它是原子核的一部分 ， 是不带电的核子 ， 不易受到其它带电质子或电子的阻碍 ， 因此穿透性很强、破坏性低 。
中子源就是能产生自由中子的装置 ， 因为产生中子的方式不同而分为很多种类 ， 散裂中子源就是其中的一种 。
自由中子很容易衰变 ， 寿命极短 ， 要想短时间内产生大量自由中子 ， 必须用质子打到原子核上 ， 把中子轰击出来 ， 这个过程就是散裂 。 就像我们把一颗乒乓球扔进装满乒乓球的盒子里 ， 有的乒乓球会跳起来 ， 有的则会被撞击地跳出盒子 ， 这跟散裂的过程很像 。
散裂中子源 ， 就是利用高能质子束轰击重元素靶 ， 从靶中分离出大量中子 。
它不是简单的一台机器 ， 而是占地面积上千亩的巨型设备 ， 包括各种高精尖设备和仪器以及配套设施、土建工程等 ， 是一个综合的、有机的整体 。
据统计 ， 为建成这一超级装置 ， 我国前后历经10余年准备 ， 耗时6年半建造 ， 花费约23亿元 ， 才最终在2018完成主体工作 。 虽然耗费巨大 ， 但它与其它核反应中子源相比 ， 依旧算是成本低、安全性高、优势较大的产生中子的装置 。
二、散裂中子源的应用领域在我国散裂中子源建成之前 ， 世界上只有美国、英国和日本这三个国家有散裂中子源装置 。
因为装置稀少 ， 所以各国使用需要缴费、申请、排队 。 流程繁琐又耗费时间 ， 有时候一等就需要好几个月 ， 严重耽误实验成果 。
散裂中子源的建成标志着我国打破了美英日的垄断地位 ， 也说明我国在中子散射技术的研究和应用上 ， 已经迈进世界先进行列 。
目前 ， 散裂中子源在化学、磁学、超导、医药、结晶材料、聚合物、复杂流体、工程等多个领域的研究中 ， 都能发挥重要作用 。
比如在材料领域 ， 我们手机使用的锂电池在设计时需要兼顾电池的寿命、容量和安全性等特征 ， 这其中涉及到很多微观过程 ， 不容易被探测、试验 。
此时 ， 散裂中子源就可以派上用场 。
它发射的中子束可以很容易穿透电池材料 ， 在电池充放电时 ， 通过中子的散射数据分析电极、电解液和界面的实时工作状态 ， 从而让科研人员了解电池的工作机理 ， 采取有效手段提高电池的性能 。
在医学方面 ， 散裂中子源协助东莞市人民医院 ， 建成了世界技术领先的癌症治疗实验中心——硼中子俘获治疗中心 。
简单来说 ， 就是在患者体内注入一种含硼药物 ， 待这种药物进入癌细胞后 ， 用中子射线进行照射 ， 这种射线能与进入癌细胞里的硼发生反应 ， 杀死癌细胞 ， 对周围的其他组织却没有损伤 。
还有我国一直十分重视的航空领域 ， 航空工程中会用到大量的电子元器件 ， 这些电子器件精度高、标准高、要求也高 。
而这些器件材料很容易与大气中子发生核反应 ， 引发单粒子效应 ， 导致系统工作错误 。 一旦系统受损导致航空灾难 ， 那产生的损失将是不可估量的 。 因此 ， 提升电子器件抗中子单粒子效应水平是非常重要的 。
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