在科學技術(shù)飛速發(fā)展的今天，每一項重大科研成果的誕生都猶如一顆璀璨的星辰，照亮人類探索未知的道路。2024 年，中國在高端中子科學儀器領(lǐng)域迎來了一個令人矚目的重大突破——“洛書”超長中子小角散射譜儀的成功研制。這臺被譽為“核能超級顯微鏡”的科學儀器，以其卓越的性能和領(lǐng)先的技術(shù)，為我國的科學研究和工程應用帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。

一、“洛書”譜儀的誕生背景

 我國一直以來高度重視科學技術(shù)的發(fā)展，在高端科學儀器領(lǐng)域不斷加大投入和研發(fā)力度。上海交通大學自 2018 年起，便積極自主設計并建設先進中子散射材料表征平臺，致力于推動中子譜儀技術(shù)及中子應用科學的發(fā)展。在“雙一流”建設項目的支持下，上海交大對接國家重大工程亟需與前沿科研發(fā)展需求，開啟了“洛書”譜儀的研制之旅。這不僅是上海交大科研團隊的努力成果，更是國家對科學技術(shù)高度重視的體現(xiàn)。

二、“洛書”譜儀的卓越性能

 “洛書”譜儀擁有超過 46 米的“體長”，這使其成為全球中子小角散射領(lǐng)域的巨無霸。其超長的準直器與探測系統(tǒng)，能夠覆蓋從微米到亞納米量級的測量范圍，相當于普通人頭發(fā)絲直徑的百分之一到十萬分之一。如此高的測量精度，為科學家們深入研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)提供了有力的工具。   

 與傳統(tǒng)的 X 射線相比，“洛書”譜儀中的中子擁有更強的穿透力，達 X 射線的千倍以上。這意味著它能夠輕松穿越航空發(fā)動機、核反應堆構(gòu)件、高速列車輪轂等關(guān)鍵工程部件，深入探測內(nèi)部的細微缺陷，確保這些關(guān)鍵組件在使用過程中的可靠性。例如，在航空航天領(lǐng)域，飛機發(fā)動機的葉片是關(guān)鍵部件，其內(nèi)部的微小缺陷可能會導致嚴重的安全事故。“洛書”譜儀的出現(xiàn)，為檢測和修復這些微小缺陷提供了可能，從而大大提高了飛機的安全性。

此外，“洛書”譜儀還全球首創(chuàng)了三探測器系統(tǒng)，能夠在同一時間探測到納米至微米級結(jié)構(gòu)的變化。這對于理解物質(zhì)微觀演化規(guī)律、開發(fā)新型高性能材料具有重大意義。比如，在材料科學領(lǐng)域，科學家們可以利用“洛書”譜儀研究新型材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而為開發(fā)出更輕、更強、更耐用的材料提供理論支持。

三、“洛書”譜儀的廣泛應用前景

 “洛書”譜儀的應用領(lǐng)域廣泛，涵蓋了航天航空、核電能源、化學化工、生物醫(yī)學、高鐵船舶以及基礎研究等多個領(lǐng)域。在生物醫(yī)學領(lǐng)域，中子散射技術(shù)能夠清晰展示蛋白質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，揭示生命奧秘。這對于疾病的診斷和治療、藥物的研發(fā)等都具有重要的意義。在氫動力汽車領(lǐng)域，中子散射技術(shù)可以幫助科學家精確定位氫氣在金屬中的位置和釋放條件，從而提高氫動力汽車的效率和安全性。       

在能源領(lǐng)域，核能的開發(fā)和利用是一個重要的研究方向。“洛書”譜儀可以用于研究核反應堆材料的微觀結(jié)構(gòu)，為提高核能的安全性和效率提供支持。在高鐵船舶領(lǐng)域，“洛書”譜儀可以檢測關(guān)鍵部件的內(nèi)部缺陷，保障交通工具的安全運行。可以說，“洛書”譜儀的應用前景十分廣闊，將為我國的科技進步和經(jīng)濟發(fā)展做出重要貢獻。

四、“洛書”譜儀的未來展望

 “洛書”譜儀的成功研制只是一個新的起點，未來還有更多的挑戰(zhàn)和機遇等待著我們。研究團隊表示，“洛書”譜儀將進行升級，預計將在明年底前完成二期的升級計劃，性能和技術(shù)量級將進一步升級。這將使“洛書”譜儀在更高的精度和更廣的測量范圍上為科學研究和工程應用提供支持。

同時，隨著“洛書”譜儀的深入應用，它將吸引更多的國內(nèi)外科研團隊參與到相關(guān)的研究中來，促進國際間的合作與交流。這將有助于我國在中子科學領(lǐng)域的國際影響力不斷提升，為推動全球科學技術(shù)的發(fā)展做出更大的貢獻。

總之，“洛書”超長中子小角散射譜儀的誕生，是我國高端中子科學儀器領(lǐng)域的一個重大突破，它標志著我國在科學技術(shù)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力不斷提高。相信在未來，“洛書”譜儀將為我國的科學研究和工程應用帶來更多的驚喜和突破，為人類探索未知世界提供更強大的工具。