中國科學(xué)院高能物理研究所近日宣布，其散裂中子源中子技術(shù)發(fā)展線站順利完成首次出束任務(wù)，標(biāo)志著該線站設(shè)備研制與安裝工作圓滿收官。作為中國散裂中子源二期工程首個實現(xiàn)出束的子系統(tǒng)，該線站采用飛行時間型冷熱中子測試技術(shù)，具備多功能集成、低本底噪聲及高效機(jī)時利用率等顯著優(yōu)勢，為高端科學(xué)儀器研發(fā)提供了關(guān)鍵實驗平臺。

研發(fā)團(tuán)隊歷時五年攻克多項技術(shù)難題，包括小夾角分束中子傳輸優(yōu)化、多模式快速切換布局設(shè)計以及實驗終端高精度定位系統(tǒng)等核心環(huán)節(jié)。這些突破確保了線站從設(shè)計到調(diào)試的全流程高質(zhì)量推進(jìn)，使其成為國內(nèi)首個專門服務(wù)于中子技術(shù)孵化的專用測試平臺。該線站可支撐材料科學(xué)、器件研發(fā)、方法學(xué)驗證及計量標(biāo)準(zhǔn)等多個領(lǐng)域的中子束流實驗，為中子探測器、極化器等關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化替代提供測試條件。

在另一項重要進(jìn)展中，散裂中子源裝置的打靶束流功率成功提升至185千瓦并實現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。這項突破性成果繼2024年連續(xù)突破160千瓦、170千瓦紀(jì)錄后，再次刷新國內(nèi)同類裝置性能指標(biāo)。項目負(fù)責(zé)人介紹，此次功率提升面臨多重挑戰(zhàn)：2025年完成升級的注入系統(tǒng)改變了快循環(huán)同步加速器的束流動力學(xué)特性，環(huán)高頻系統(tǒng)與電源模塊的更新迭代，疊加直線加速器能量穩(wěn)定性問題，導(dǎo)致物理模擬復(fù)雜度呈指數(shù)級增長，模擬數(shù)據(jù)與實際測量出現(xiàn)顯著偏差。

針對技術(shù)瓶頸，研發(fā)團(tuán)隊通過優(yōu)化束流軌道校正算法、重構(gòu)高頻相位控制系統(tǒng)等創(chuàng)新方案，成功解決高功率運(yùn)行下的束流損失控制難題。實驗數(shù)據(jù)顯示，185千瓦穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，裝置的用戶實驗時間可縮短30%，設(shè)備利用率提升25%，為新能源材料研發(fā)、航空航天結(jié)構(gòu)測試、芯片中子輻照實驗等前沿領(lǐng)域提供更強(qiáng)技術(shù)支撐。

此次技術(shù)突破不僅驗證了二期工程關(guān)鍵技術(shù)路線的可行性，更積累了高功率條件下復(fù)雜系統(tǒng)升級的調(diào)試經(jīng)驗。研究團(tuán)隊建立的動態(tài)束流補(bǔ)償模型和智能監(jiān)控系統(tǒng)，為后續(xù)同步推進(jìn)硬件改造與功率提升奠定了工程基礎(chǔ)。隨著裝置性能持續(xù)優(yōu)化，我國散裂中子源技術(shù)正逐步縮小與國際領(lǐng)先水平的差距，在精密測量、極端條件物理等研究方向展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。