中国散裂中子源装置与技术突破 - 我国首台具有完全自主知识产权的硼中子俘获治疗装置在广东省东莞市人民医院完成国内首例复发鼻咽癌患者的治疗 [1] - 该抗癌新手段源于被誉为"超级显微镜"的中国散裂中子源 是散裂中子源技术转化应用的一个典型案例 [1] - 中国散裂中子源是国内第一台、全球第四台脉冲式散裂中子源 20年前选址东莞 [1] 装置建设历程与目标 - 团队在建设中克服了诸多挑战 例如在南方地下水丰富地区修筑隧道时因渗水问题返工 但最终如期完工 [1] - 装置建设的目标是普惠医疗 让地市一级医院都有能力运行硼中子俘获治疗设备 [1] - 当前国内对大科学装置的需求非常强烈 需加快推动其建设和应用 [1] 应用成果与用户规模 - "十四五"期间 散裂中子源的实验终端中子谱仪从3台增至11台 [2] - 这些装置为解决国家"卡脖子"难题作出贡献 应用领域包括测量高铁车轮寿命、提升电动汽车电池性能等 [2] - 装置在科学前沿带来突破 为超导材料、纳米材料、拓扑材料等研究提供理想"探针" [2] - 中国散裂中子源已完成14轮向全球科学家开放 每年运行超5000小时 注册用户超9000人 完成近2300项课题 [2] 未来发展规划 - 散裂中子源二期工程已于去年初启动建设 计划2029年完工 [2] - 二期工程完工后 散裂中子源性能将提高5倍 实验终端增加到20台 基本覆盖中子散射研究所有领域 [2]

中国散裂中子源（CSNS）概述 - 作为世界第四台、我国第一台脉冲型散裂中子源，中国散裂中子源是研究物质材料微观结构的“超级显微镜”[1] - 该设施产生的中子作为探针，在能源、物理、材料等领域取得了一批科技创新成果，应用于高铁车轮寿命、电动汽车电池性能等[1] - 其研究成果已悄悄改变了人们的生活[1] P波段大功率超构材料速调管技术 - P波段大功率超构材料速调管是中国散裂中子源直线加速器的核心部件，被形容为“发动机”，为直线加速器束流提供能量和动力[1] - 该部件通过产生大功率微波，作用于负氢离子并将其转化为动能，以推动其持续加速[1] - 速调管放大的频率为324MHz，处于P波段频率范围内，其谐振腔中增加的超构单元特殊结构显著减小了整个速调管的体积[1] 技术优势与应用前景 - 该速调管以更小的体积、更优的性能和更低的成本，为中国散裂中子源的高效运行提供保障[1] - 技术的成功为后续前沿科学研究打开了更广阔的空间[1]

高能同步辐射光源（HEPS）进展 - 高能同步辐射光源一期15条光束线站已全部实现出光 [5] - 预计2025年底完成一期工程建设并启动试运行 [5][7] - 项目团队利用创新方法解决纳米聚焦镜等关键调光问题，实现全链路协同调试 [7] - 该光源设计亮度为世界最高，可提供能量高达300千电子伏特的高能X射线 [7] - 未来5年计划将光束线站扩展至45条，最终容纳能力可达90条 [9][10] 北京同步辐射装置（BSRF）现状 - 作为中国第一代同步辐射光源，已运行30余年，建设14条光束线和实验站 [6] - 2025年5月完成升级改造后将保留8条光束线站继续对外开放 [6] - 已取得SARS病毒蛋白质结构解析、"砒霜"治疗白血病机制等重大研究成果 [6] - 目前仍全面免费对中外科研机构开放，提供从真空紫外到硬X射线的同步辐射光 [6] 科研应用与用户合作 - HEPS将支持航空航天、能源环境、生物医药等领域的微观结构研究 [6][7] - 项目团队已征集用户实验方案和各领域重大需求，通过实验指导装置联调 [8][10] - 近期召开的用户研讨会包含11个大会报告、93个分组报告和106份展贴报告 [10] - 上海光源、合肥光源及中国散裂中子源也参与了运行情况交流 [10]

项目进展 - 高能同步辐射光源（HEPS）一期工程15条光束线站已全部出光，将于2025年底完工并启动试运行 [1] - 北京正负电子对撞机将于2025年5月升级完成，届时北京同步辐射装置（BSRF）将保留8条光束线站继续全年对外开放服务科研 [2] - HEPS团队正同步推进后续线站建设规划，目标在“十五五”期间使光束线站达到45条并向用户开放 [3] 技术能力与定位 - HEPS是中国首个、全球设计亮度最高的第四代同步辐射光源，能产生穿透力超强的高能X光并提供多种尖端探测手段 [2] - 同步辐射光源通过让电子高速运动发出强光，经光束线“加工提纯”后成为帮助科学家观察物质内部微小结构的“超级显微镜”和“精密尺子” [1] - BSRF作为我国第一代同步辐射光源，拥有14条光束线站，自1990年运行以来始终坚持免费开放共享 [1] 应用成果与未来规划 - BSRF在过去30多年支撑了物理、化学、生物、材料、环境等领域研究，取得了包括破解SARS病毒结构、揭示砒霜治疗白血病分子机制在内的一系列成果 [2] - HEPS将瞄准国家重大需求、工业创新和科学前沿，使科学家能在真实环境下实时、精准地观察物质内部变化过程 [2] - HEPS团队积极对接科研院所和龙头企业，提前征集实验方案与重大研发需求以指导设备调试，确保装置建成即能满足用户所需 [3] - HEPS团队探索多渠道投资新模式，与科研用户、企业用户深度合作以推进光束线站持续建设，最终可容纳多达90条光束线站 [3]

技术突破 - 美国密歇根大学研究团队成功研制出实验室级3DXRD系统，首次在常规实验环境下实现X射线三维衍射技术（3DXRD）[1] - 新技术采用液态金属喷射阳极，避免了固态金属阳极的熔化风险，大幅提升X射线输出强度[2] - 实验室级3DXRD准确识别了96%的晶体结构，对60微米以上的大晶体解析效果卓越[2] 技术优势 - 3DXRD技术通过多角度X射线照射构建三维图像，光束强度达到医用X射线的百万倍量级[1] - 新技术使原本依赖同步加速器的尖端技术可在常规实验室使用，全球仅有70余台同步加速器且排队时间长达半年到两年[1] - 未来配备更高灵敏度探测器后，将能捕捉更细微的晶体特征[2] 应用前景 - 3DXRD技术能清晰呈现多晶材料的精细结构，揭示材料承受机械应力时的奥秘[1] - 通过观察承重钢梁样本的晶体变化，可了解建筑物结构老化的微观机制[1] - 新技术打破了同步加速器6天的时限枷锁，对研究材料在反复应力作用下的长期演变具有革命性意义[2]