“验收组认为‘洛书’超长小角中子散射谱仪的技术指标均达到了立项要求，整体水平达到国际先进水平。”
10月28日，超长多模式中子小角散射谱仪“洛书”顺利通过技术验收，以中国工程院院士林忠钦等十余位专家组成的验收组如此评价这一大科学装置。
洛书谱仪。
这也是继在2022年年初通过验收并正式运行的、我国首台冷中子高分辨工程应力谱仪“河图”之后，由上海交通大学自主设计研制的第二台先进中子谱仪。该项目由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担任首席科学家与建设负责人。
中国科学院院士、上海交通大学化学与化工学院院长樊春海评价道：“‘洛书’谱仪在探索亚纳米到微米尺度的微结构具有优势，满足材料、化学、生物、物理等不同科研领域的研究需求，为解析金属、高分子、生物蛋白、功能材料的复杂结构分析提供了有效手段。”
搭建核能超级显微镜
正如人在生病或者体检时，医院里的X光、核磁共振等技术，为我们提供了透视人体组织、诊断潜在疾病的独特视角。当飞机、高铁等工程部件受损或需进行精密检测时，同样需要合适的手段进行“诊断”，此时，X射线由于无法穿透厚重的金属物质而显得力不从心。
于是，科学家们很早就将目光转向“中子”。中子的穿透力是X射线的千倍以上，能够轻松穿越航空发动机、核反应堆构件、高速列车轮毂等关键工程部件，深入探测内部细微缺陷，确保这些关键组件在使用过程中的可靠性。
在前沿的科学发现中，中子同样颇具魅力。中子可以识别不同的同位素和磁结构信息，进而在静态结构和动力学研究中发挥双重作用。对于新型能源材料、高性能结构材料、生物材料等先进材料，中子散射技术能够对这些材料的微观结构进行精确的分析与研究，为材料科学的进步提供有力支持。
值得一提的是，中子对氢原子具有独特的敏感性。在氢动力汽车领域，中子散射技术可用于精确定位氢气在金属中的位置和释放条件，从而提高氢动力汽车的效率和安全性。在生物制药领域，中子散射技术能够清晰展示蛋白质的内部结构，揭示生命的奥秘。
“中子散射技术就像是一台核能超级显微镜，它以其独特的视角和强大的功能，成为了探索物质微观结构的有力手段。”钟圣怡说道。
工程+基础研究，“河图”“洛书”齐发力
在国际上，中子散射技术已经在诸多领域发挥了不可替代的作用，近年来，我国的中子科学也取得了突飞猛进的发展。
2018年起，上海交通大学自主设计并建设先进中子散射材料表征平台，致力于推动中子谱仪技术及中子应用科学的发展。2019年以来，在上海交通大学“双一流”建设项目的支持下，上海交通大学对接国家重大工程亟需与前沿科研发展需求，瞄准国际顶尖，依托中国绵阳研究堆，建设了两台先进中子科学谱仪“河图”和“洛书”。
河图与洛书的命名来自于我国传统文化，它们不仅是周易八卦的前身，更象征着古人理解世界万物因果规律的智慧。如今，这份古老的智慧在科技领域焕发新生。
“‘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，尤其在谱仪分辨率和应变测试分辨率等核心指标上，更是达到了国际领先的地位。”钟圣怡告诉《中国科学报》，“河图”谱仪面向工程应用，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强有力的科学支持。
河图谱仪。
最新建成的“洛书”谱仪则聚焦基础研究。凭借其超长准直器与探测系统，“洛书”谱仪能够覆盖从微米到亚纳米量级的测量范围，相当于普通人头发丝直径的百分之一到十万分之一。此外，“洛书”谱仪全球首创了三探测器系统，能够在同一时间探测到纳米至微米级结构的变化，对于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。
尤为值得关注的是，“洛书”谱仪的长度超过了46米，堪称全球中子小角散射领域的“巨无霸”。
“‘洛书’谱仪的设计蓝图起初是39米，但我们在后续的探索和调研中发现，39米的谱仪设计将无法全面覆盖若干至关重要的科研探索领域。”钟圣怡回忆道，“关关难过关关过，我们通过对中子环境进行重大升级改进，最终使谱仪总长达到46米，从而极大拓宽了量程范围，大幅提升了‘洛书’的性能。”
据了解，“洛书”谱仪将于明年正式运行并对外开放中子机时申请。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，孵化原创新、高水平成果，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、探索前沿科学提供坚实的技术支持。
“‘洛书’谱仪是一个非常开发的装置，我们非常欢迎各个院校、研究所、企业的用户来申请使用。未来，随着‘河图’与‘洛书’谱仪的深入应用，我们有理由相信，它们将在推动科学探索与工程应用方面发挥更加重要的作用。”钟圣怡说道。
中子团队。图片均由研究团队提供
本文链接：上海交大新一代中子谱仪“洛书”顺利通过技术验收http://www.sushuapos.com/show-11-13673-0.html
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