三問中國散裂中子源,是否安全?是否可靠?怎樣申
中新社東莞9月1日電 題:三問中國散裂中子源:是否安全?是否可靠?怎樣申請?
中新社記者 張素
中國科學家9月1日在廣東東莞宣佈,中國散裂中子源進入試運行階段,預計將在2018年春按計劃全部完工。面對這個規劃用地1000畝的“龐然大物”,記者提出三問。
是否“安全”?——輻射防護設計妙招
若用中子做“探針”去探測物質的微觀結構,前提條件是有產生高通量中子的中子源,具體分為反應堆中子源和散裂中子源。
核反應堆是一種穩定連續的中子源,通常是以鈾235作為核燃料,每次核裂變產生一個有效中子。中國已有兩個反應堆中子源裝置,可以提供連續中子束流。
受堆芯散熱條件限制,反應堆中子源的中子通量早已達到飽和。加上國際社會對安全評估要求越來越嚴,具有獨特優勢的散裂中子源逐漸“走俏”。
“散裂中子源不需要核原料,更容易為公眾所接受。”中國散裂中子源工程經理、中國科學院院士陳和生在回答中新社記者提問時説,散裂中子源產生的輻射比反應堆中子源低5—6個量級,且輻射是瞬時性的,只要加速器一停機,輻射場即消失。
陳和生説,中國散裂中子源建在地下5米的隧道內,隧道屏蔽設計為厚度0.5米至1.5米的混凝土,隧道入口採用迷宮結構或鋼與混凝土混合結構門。通過上述設計,把環境劑量控制在國家標準的十分之一以內。“在這個裝置周邊生活一年所受的輻照劑量,與坐一次長途飛機相當。”他説。
此外,中國散裂中子源選址及建設過程也充分考慮了地震、颱風等自然災害因素,散裂中子源加速器可在幾毫秒內自動關閉。
是否“可靠”?——後發優勢顯現成效
探測物質微觀結構,除有“中子探針”,還有利用X光探測核外電子的同步輻射裝置。中國運行和在建的專用同步輻射裝置有三個,分別是“北京光源”、“上海光源”和“合肥光源”。
同步輻射和中子散射看到的是物質的不同方面,它們可以優勢互補。中科院高能物理所東莞分部中子科學部副主任樑天驕説,X射線適合觀測重元素,中子散射適合觀測氫、氧、氮等輕元素。
全球共有80餘台同步輻射裝置,散裂中子源僅有4台。陳和生認為與英國、美國和日本三家“前輩”相比,設計壽命超過30年的中國散裂中子源擁有“後發優勢”。
比如束流功率運行在100千瓦時,中國散裂中子源的設計脈衝中子通量已超過最老牌的英國散裂中子源;再如中國散裂中子源脈衝重複頻率為25赫茲,與60赫茲的美國散裂中子源相比,單脈衝打靶功率更高,這意味着“實驗精度更高、實驗速度更快”。
中科院高能物理所東莞分部副主任王生説,其餘散裂中子源實現首次打靶成功,平均耗時半年。中國散裂中子源原計劃用時9個月,實際僅用兩週就提前完成目標,使他們更有信心應對接下來的調試。
如何“申請”?——國內外用户同通道
中國科學家宣佈,待中國散裂中子源全部完工以後,將向國內外用户開放。
“對國內外用户沒有區分,一視同仁。”陳和生對中新社記者説,屆時每條譜儀都會有一個由該領域同行專家組成的用户評委會,由用户提交試驗申請,他們依據其可行性與先進性分配實驗時間。
陳和生還談到,將中國散裂中子源放在華南地區,一方面是為優化大科學裝置佈局,另一方面也是加強與港澳同行合作,面向東南亞地區用户開放。
記者注意到,香港和澳門的多所高校均已造訪中國散裂中子源並表達合作意願。香港城市大學物理科學與材料系主任王循理曾參與美國散裂中子源建設,他表示:“中國散裂中子源出第一束中子光,不僅對中國科學界,對整個世界散裂中子源研究領域來説都是好消息。”王循理還建議聯合香港高校的潛在用户,基於中國散裂中子源建設“香港譜儀”。(完)
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