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在一个飞速发展的时代背景下，科技工业愈加显得尤为重要。凭借着日益发展的尖端科技，在微观领域，中国的科技工业又迎来了一次巨大突破，一款硬核装置的建成和运行，不仅轰动世界，而且预示着中国已经向科技大国的行列正式冲刺。

这个神器就藏在东莞地下，它能够为世界范围内的科技工业的发展注入新的动力，颠覆整个科技行业的格局！

藏在东莞地下的这个神器是什么呢？据透露它是一台同时拥有高功率、精密控制、低振动、低噪音等多种优秀特性的全电容电子束加速器。这台全电容电子束加速器是一个由德国工程师主导设计研发的项目，这个项目的目的是打造出全球顶级的微细结构加工设备。

在这个项目中，中国的科研人员和工程师扮演着至关重要的角色，在短短几年时间内研发出了这台全电容电子束加速器，并且在国际上首次进行了实验。

那么，什么是全电容电子束加速器呢？它有着什么优秀的特性，又会如何颠覆科技工业呢？

电子束加速器是一种能够产生高速电子束并将其聚焦在一个很小空间内的仪器，广泛应用于半导体、生物医学等领域。而全电容电子束加速器则是一种应用尽可能多的新型电子束加速器，主要用于微细结构加工，如芯片制造、微电子器件制造、纳米科技等领域。

在这些领域中，高品质、高精度的微细结构加工是迫切需要的，而全电容电子束加速器可以完美满足这一需求。

那么，具体优势在哪里呢？首先，全电容电子束加速器采用了全电容式加速结构，在低能区时粒子流体稳定性更高，能量变化更小，具有更优秀的能量分辨率，因而更加适合微细结构加工。其次，它采用了高功率微波源，让其加速性能相比传统电子束加速器有了显著提升。此外，该设备还具有更为精确的束斑控制、更高的加速效率、拥有一整套世界领先的微细结构加工解决方案等优秀特性。

全电容电子束加速器在微细结构加工领域的优越表现，对于推动我国微细结构加工行业的发展和提高其国际竞争力具有重大意义。此外，它的应用范围甚广，除了常见的半导体、生物医学，还可以应用于新材料、能源、环境保护等多个领域。而且，由于其性能不断改进和优化，未来其应用空间还将不断拓展。

除了对我国科技工业的推动，全电容电子束加速器在国际科技工业领域也具有重要意义。在当前全球科技工业竞争激烈的背景下，全电容电子束加速器可以让我国在微细结构加工等领域占据领先地位，这将使得我国在国际上拥有更大的话语权。更重要的是，这个神器的建成和运行，预示着中国已经向科技大国的行列正式冲刺，如果未来能够不断取得新的科技突破，则有可能在科技工业领域实现国际领先。

看破微观结构的“超级显微镜”

什么是散裂中子源？简单来说，散裂中子源就是一种“超级显微镜”。

19世纪中叶，人们对物质世界的观察还停留在肉眼所见的层面，“针尖”和“麦芒”可能就是人们见过的最小的东西。后来，光学显微镜面世，人们才终于发现一粒灰尘中也有原子、分子的大千世界。

藏在东莞地下的划时代神器：中国用它，或许能颠覆世界科技工业

原创2023-04-24 18:59·Hi科普啦

2018年，我国一座巨大的科研基地悄然建成。它隐藏在地下18米深处的位置，占地面积约7万平方公里。

它坐落于广东省东莞市大朗镇这一人迹罕至的偏远小镇，却暗中决定了中国科技工业的未来。

到底是什么样的设备有着如此巨大的威力？答案是——中国散裂中子源。这是一个对于我们平民百姓来说很陌生的名字，但仅凭它建在如此偏僻隐蔽的地址，我们也能知道它的保密程度和重要性。

什么是散裂中子源？为什么说它可以颠覆中国科技工业，使中国向第一科学大国冲刺？

看破微观结构的“超级显微镜”

什么是散裂中子源？简单来说，散裂中子源就是一种“超级显微镜”。

19世纪中叶，人们对物质世界的观察还停留在肉眼所见的层面，“针尖”和“麦芒”可能就是人们见过的最小的东西。后来，光学显微镜面世，人们才终于发现一粒灰尘中也有原子、分子的大千世界。

然而，即便已经知道了物体是由原子、分子等粒子构成的，人们却还是无法看清这些粒子的具体微观结构。

知其然而不知其所以然——因此人们还是称不上完全掌握物体的结构，就像使用结构复杂的工具一样，自然也发挥不了它们的最大效用。

散裂中子源正是在人们发现中子的存在后，为了解决研究物质微观结构的问题而诞生的。

散裂中子源的原理就像我们小时候都玩过的弹玻璃球一样。

原子由原子核和绕原子核运动的电子组成，原子核则由质子和中子组成，一个个粒子就像排列整齐的玻璃球一般聚集在一起。散裂中子源使用一束高能质子束轰击原子核，这就可以使中子从原子核中散裂，从而获得大量中子。

科学家们为什么要获得大量中子呢？这还是与“弹”有关。

如果把中子比作玻璃球，那么作为研究对象的材料就是一张大网，网格的节点就是材料的晶格结构。当科学家把大量中子射向材料时，就像把一堆玻璃球射到网上一样。

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有的玻璃球会从网格中穿过去，有的玻璃球则会碰到网的节点，被反弹回来。也就是说，被反弹的中子会改变运动方向和能量。

这样一来，通过测量这部分中子运动方向和能量的变化，科学家们就可以经过数学运算，推算出网的形状以及节点间的连接张力，从而得到目标材料的微观结构。

决定未来科学发展的划时代“神器”

由于散裂中子源可以使科学家们观察到最细微的微观结构，它自然成为了各个领域研究发明的突破口。

有了散裂中子源，科学家们不仅知其然，还知其所以然，可以改变最基本的物质微观结构，所谓“牵一发而动全身”，根据需求改变物质的性质。因此，散裂中子源就是决定未来科学发展的划时代“神器”。

2020年12月27日，我国载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜10058米，创造了中国载人深潜的新纪录，这背后就离不开散裂中子源的发力。在载人深潜领域，如何解决入水后渐渐施加于潜水器的高压，维持潜水器的安全、稳定一直是一个亟待解决的重要问题。

众所周知，潜水器不是一整片铁片弯曲制造的，而是由许多铁片拼接而成的，深潜时的高压正是对这一部分的焊接工艺要求最高，在我国散裂中子源得以投入运行后，科学家们终于有机会观察到铁片的微观结构，自然也有了方法使它们之间焊接得更加密不可分。

“奋斗者”号的焊接工艺正是通过散裂中子源验证后才投入使用的。

并且，散裂中子源不仅可以帮助科学家研究发明特殊的化学材料，满足航空航天、深海探测等重大科研项目的需求，还与我们的日常生活息息相关。

除了交通设施安全监测、医疗健康等大的领域，甚至吃的喝的这样小的领域也渐渐与散裂中子源密不可分。

在交通设施安全监测方面，有着残余应力和金属疲劳的概念，即在加工过程和使用过程中，由于对大型部件进行锻造、切削、退火或是长久使用，影响了工程部件的性质，对工程部件造成了损耗的现象。

以高铁运行为例，散裂中子源的细致入微可以使我们更精确地测量高铁轮子的残余应力和金属疲劳的程度，在搞清规律后就可以定下规范，规定高铁的轮子跑了多少公里后就应该更换。这样一来，民众的出行安全就更有保障了。

在医疗健康领域，散裂中子源则一度成为攻克癌症的突破口，在它的帮助下，一种新的精准治疗癌症的技术得以面世——硼中子靶向治癌。这种医疗方法的原理是利用硼中子携带靶向药物，注射到人体后，通过其极小的体积，精准消灭人体内的癌细胞。

一旦可以配合硼中子的强效靶向药物面世，二者就可结合，不仅能够抑制、治疗癌症晚期的扩散，甚至更是可以彻底治愈癌症。到那时，治疗癌症的费用即使非常昂贵，但癌症至少不再是绝症，不知有多少家庭可以避免破碎的悲痛！

在与百姓的日常生活更为贴近的方面，散裂中子源则是了解油脂和乳剂基本化学结构的关键。

在散裂中子源的运作下，口味香甜口感爽滑的低脂冰淇淋得以诞生，高效洗发剂、强力洗涤剂、优质润滑剂、更加健康的绿色食品等也进入市面流通。可以说，我们生活的方方面面，都已经离不开散裂中子源这台“神器”。

帮助中国冲击科研大国的“国之重器”

那么，如此强力的仪器得以在中国建成，它对于中国来说，到底有什么意义呢？

除了以上所提及的实际利益外，还有很重要的一点——它可以帮助中国的科学家更方便、更有效率地产出更多科研成果，帮助中国的科研水平日益攀升，甚至帮助中国冲击世界科研第一大国的宝座。

在中国自己的散裂中子源落地之前，全球只有美国、英国、日本有散裂中子源的设备。如果中国的科学家想要通过散裂中子源来突破自己的研究成果，就只能低声下气地排长队，借美日英三国的设备来用，不仅间隔很久才能使用一次，每次使用的时间也很短，科研效率非常低下。

后来，中国终于有了自己的散裂中子源，正所谓“近水楼台先得月”，它最先造福、造福最多的，肯定还是自己国家的科学家。2018年后，我国科学家终于不用再看他国科学家的脸色，可以尽情使用世界尖端设备，造福我们自己的老百姓，建设我们共同的国家。

自2018年中国散裂中子源开放和运行以来，来自世界各地的2000多名科学家涌入东莞，至今已经完成了400多项课题，且这个数字还在不断攀升。过去三年时间里，中国散裂中子源的用户在全球权威杂志《科学》上发表了超过60篇文章，可谓硕果累累。

2021年8月，有外国媒体发表报道称：“中国正在向世界第一科学大国冲刺，美国正在失去领先优势。”中国的科研论文无论从质量还是从数量上都有了很大飞跃，在受关注度上已经首次超越了美国，占据世界首位。这显然与散裂中子源的使用有着紧密的联系，真可谓确确实实的“国之重器”。

当然，你可能会好奇，这么巨大的设备运行起来，对周围的环境会造成什么影响吗？实际上，散裂中子源的运行确实会产生放射性射线，但不必过于担忧，人类生活在地球上，本就每时每刻都面对着种种辐射，如宇宙射线、电离辐射源等。

中国散裂中子源的科研设备几乎都位于地下，还有着厚厚的钢筋混凝土墙加固，有着很强的屏蔽作用，设备产生的辐射在经过这些物理层面的削弱后，变得几乎微乎其微。经过检测，对人体产生辐射的剂量远远低于宇宙射线产生的照射，大约只相当于宇宙射线辐射的十分之一。

2023年1月12日，中国散裂中子源用户实验成果再次在《科学》杂志发表；2月20日，中国散裂中子源团队获得“南粤楷模”称号；3月24日，硼药及BNCT（硼中子捕获治疗）研讨会在东莞召开……随着中国散裂中子源持续产出成果，我国的应用科学领域已全面进入世界领先行列。

相信在不久的将来，必将开启一个中国的科学时代！

来源：马鄂超,Hi科普啦

注：文章内的所有配图皆为网络转载图片，侵权即删！

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