看清头发丝十万分之一的微观世界

本报讯 （记者 易蓉）就像一台核能超级显微镜，中子散射技术以强于X射线千倍的穿透力探索物质微观结构，能够“诊断”出航空发动机、核反应堆构件、高速列车轮毂等关键工程部件的内部细微缺陷。上海交通大学昨天传来消息，自主设计研制的超长多模式中子小角散射谱仪“洛书”近日通过技术验收，其量程、瞬时量程、谱仪全长等关键指标均直指世界第一。这一高端中子科学仪器将大力推动中子技术在航天航空、核电能源、化学化工、生物医学、高铁船舶以及基础研究领域的应用，助力突破工程技术瓶颈，探索前沿科学。

“洛书”谱仪长度超过46米，成为全球中子小角散射领域的巨无霸。它的超长准直器与探测系统能够覆盖从微米到亚纳米量级的测量范围，相当于“看清”普通人头发丝直径的百分之一到十万分之一范围的微观世界。首创的三探测器系统可同时探测纳米至微米级结构变化，对理解物质微观演化规律、开发新型高性能材料具有重大意义。

在国际上，中子散射技术已在诸多领域发挥不可替代的作用。2019年，上海交大对接国家重大工程亟需与前沿科研发展需求，建设国际顶尖中子科学平台。平台依托中国绵阳研究堆建设了两台先进中子科学谱仪。“洛书”就是其中之一，而另一台是2022年通过验收并正式运行的“河图”谱仪。

“河图”谱仪的关键技术指标在全球同类型装置中处于国际先进水平，在谱仪分辨率和应变测试分辨率等核心指标上达到国际领先地位。其应用广泛，能够对航空发动机单晶叶片、核反应堆结构件、深海压力容器、半导体晶圆等关键工程构件进行无损定量测试，为这些构件的服役安全评价和寿命预测提供科学支持。

两款谱仪的命名来自我国传统文化，象征古人理解世界万物因果规律的智慧。“希望这份古老的智慧在今天的科技领域焕发新生。”项目首席科学家，上海交通大学巴黎卓越工程师学院、材料科学与工程学院双聘教授、中子科学与技术全国重点实验室副主任钟圣怡表示，围绕先进中子测试的关键技术，通过中子谱仪的高效利用，科学家们将继续展开全面攻关，打破学科壁垒，推动中子技术在各领域的发展与应用，为解决国家工程难题、探索前沿科学提供技术支持。