1月28日，全省高質(zhì)量發(fā)展大會在廣州召開，向全社會釋放了快馬加鞭推動高質(zhì)量發(fā)展的鮮明信號，堅持制造業(yè)當(dāng)家、構(gòu)建全過程創(chuàng)新生態(tài)鏈等關(guān)鍵詞在會上被多次提及。
作為最早落地珠三角的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，中國散裂中子源經(jīng)過10多年的建設(shè)和運行，已取得一批重要成果。在散裂中子源科學(xué)中心主任陳延偉看來，大科學(xué)裝置是幫助我國在未來科技競爭中不受制于人的“國之重器”，也是高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。
“隨著中國散裂中子源二期工程建設(shè)即將啟動，未來的譜儀數(shù)量將增加到20臺左右，設(shè)備研究能力將大幅度提升，為前沿科學(xué)、國家重大需求和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更先進(jìn)的研究平臺。”他說。
建設(shè)過程突破一批核心關(guān)鍵技術(shù)
中國散裂中子源落戶東莞，最初便有支撐廣東和珠三角產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的考慮。陳延偉介紹，2006年前后項目選址時，時任中國科學(xué)院院長路甬祥曾提出，珠三角地區(qū)改革開放做得非常好，國際聯(lián)系非常廣泛，經(jīng)濟(jì)實力雄厚，可以支撐大科學(xué)裝置的發(fā)展，同時這里還有發(fā)展科技產(chǎn)業(yè)、推動轉(zhuǎn)型升級的迫切要求。
2006年5月，時任中國科學(xué)院高能物理研究所所長陳和生帶隊到廣東調(diào)研，最終將建設(shè)地點選在了東莞。
大科學(xué)裝置對科技創(chuàng)新的重要作用，早在其建設(shè)階段便已凸顯。中國散裂中子源的建設(shè)過程，也是自主攻關(guān)掌握核心關(guān)鍵技術(shù)的過程。
“大科學(xué)裝置旨在探索未知世界，發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律，實現(xiàn)技術(shù)變革，其本身就是極為復(fù)雜的大型科學(xué)系統(tǒng)，在建設(shè)過程中，我們要不斷克服新難題。”陳延偉說。
他舉例說，裝置建設(shè)中，快循環(huán)同步加速器的25Hz交流磁鐵是關(guān)鍵設(shè)備，在我國屬首次研制?！拌F芯和線圈的振動開裂、渦流發(fā)熱等都是新問題，帶來了超乎想象的技術(shù)挑戰(zhàn)?！彼f，科研人員與工廠技師聯(lián)合攻關(guān)，歷時6年，多次改方案、換廠家，逐一攻破技術(shù)難關(guān)，終于靠自己的力量研制出合格的磁鐵?！搬槍Υ盆F的磁場飽和，我們還創(chuàng)新性地提出了諧振電源的諧波補(bǔ)償方法，解決了多臺磁鐵之間的磁場同步問題，其效果優(yōu)于國外散裂中子源?！?/span>
在建設(shè)過程中取得的技術(shù)突破，對其他領(lǐng)域也產(chǎn)生了積極的影響。據(jù)介紹，中國散裂中子源各項設(shè)備的批量生產(chǎn)在全國近百家合作單位完成。通過自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新，許多設(shè)備的研制達(dá)到國際先進(jìn)水平，核心設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)90%以上，這不僅大大降低了裝置成本，還有力提升了廣東乃至國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和制造能力。
由于工藝水平高、產(chǎn)品質(zhì)量好，中國散裂中子源靶體部件的制造單位還成功中標(biāo)了世界上第五臺脈沖式散裂中子源——歐洲散裂中子源的靶體部件訂單。
為堅持制造業(yè)當(dāng)家插上“科創(chuàng)翅膀”
作為探究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的“超級顯微鏡”，如今，中國散裂中子源已經(jīng)成為廣東和粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新的一張?zhí)厣懊?。?月28日下午全省高質(zhì)量發(fā)展大會“制造業(yè)當(dāng)家與科技自立自強(qiáng)”分組討論中，中國科學(xué)院廣州分院副院長孫龍濤便提及，中國散裂中子源助力大灣區(qū)高端制造業(yè)發(fā)展取得系列成效，如對“奮斗者”號萬米載人潛水器焊接工藝進(jìn)行驗證，開展超級鋼、分子篩吸附劑、量子材料研究等。
陳延偉列出了一組數(shù)據(jù)：2018年9月底正式對中外用戶開放后，中國散裂中子源已完成8輪運行，注冊用戶超4300人，完成課題800余項，大科學(xué)裝置的綜合效應(yīng)開始逐步顯現(xiàn)。
以對深海潛水器等大型工程部件進(jìn)行殘余應(yīng)力和服役性能檢測為例，殘余應(yīng)力是指在材料、部件加工、服役等過程中保留在其內(nèi)部的應(yīng)力，可能導(dǎo)致工程部件的變形乃至失效?！吧詈撍鞯臍んw是鈦合金焊接的，下潛海底萬米，要扛住巨大的海水壓強(qiáng)，焊接的可靠性至關(guān)重要?！标愌觽フf，中國散裂中子源對其焊接模擬件進(jìn)行檢測，了解不同焊接工藝的殘余應(yīng)力參數(shù)，為殼體壽命預(yù)測、焊接工藝選擇提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。
據(jù)了解，這項技術(shù)還被應(yīng)用在高鐵車輪等大型高速運動工程部件的研發(fā)與測試中。廣東省模具行業(yè)也計劃與中國散裂中子源合作，通過對材料應(yīng)力的研究，提升模具的耐用度。
此外，中國散裂中子源在磁性材料、納米功能材料、高效催化劑、自旋電子學(xué)、有機(jī)太陽能薄膜電池、金屬玻璃、高分子聚合物、生物大分子等領(lǐng)域也取得了一批成果，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了源頭動能。
令人期待的是，1月上旬，根據(jù)中國科學(xué)院高能物理研究所消息，中國散裂中子源二期工程可行性研究報告已獲得國家發(fā)展改革委批復(fù)，標(biāo)志著二期工程項目前期立項工作取得關(guān)鍵性進(jìn)展。目前，項目正在加快開展初步設(shè)計，爭取盡早開工建設(shè)。
陳延偉介紹，二期工程項目主要建設(shè)11臺中子譜儀和實驗終端，提升加速器和靶站的束流功率。他展望，項目建成后，中國散裂中子源綜合性能將達(dá)到國際先進(jìn)水平，滿足國家戰(zhàn)略需求和世界科學(xué)前沿研究對高性能中子散射的要求，為高水平科技自立自強(qiáng)作出更多貢獻(xiàn)。
“大科學(xué)裝置形成更為突出的集聚效應(yīng)，也能夠更好服務(wù)廣東制造業(yè)升級，為堅持制造業(yè)當(dāng)家插上‘科創(chuàng)翅膀’。”陳延偉說。
加速大灣區(qū)科技合作與人才流通
高質(zhì)量發(fā)展離不開高素質(zhì)人才，當(dāng)前，粵港澳大灣區(qū)正加快建設(shè)國際科技創(chuàng)新中心、綜合性國家科學(xué)中心和高水平人才高地。陳延偉表示，作為國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和基礎(chǔ)科研“利器”，中國散裂中子源科研氛圍濃厚，對高端人才有著強(qiáng)大的吸引力。
他介紹，目前中國散裂中子源已培養(yǎng)了一支500多人的科研和工程隊伍，35歲以下年輕人占比超過70%，充滿了創(chuàng)新創(chuàng)造的活力，一批青年科學(xué)家已成長為重要項目或平臺的負(fù)責(zé)人。
現(xiàn)任中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部中子科學(xué)部研究員的童欣，曾在國外學(xué)習(xí)、工作超過15年，如今在中國散裂中子源負(fù)責(zé)新建非彈性譜儀等工作，帶領(lǐng)一支國際團(tuán)隊扎根東莞開展科研。
在童欣看來，從中國散裂中子源落地，到松山湖材料實驗室布局，從大灣區(qū)大學(xué)選址，到香港城市大學(xué)（東莞）落戶，一個個重大創(chuàng)新平臺和重要高校院所的到來，使得一大批科學(xué)家集聚在此，讓松山湖科學(xué)城的概念更加深入人心。2020年7月，國家發(fā)展改革委、科技部已批復(fù)同意東莞松山湖科學(xué)城與深圳光明科學(xué)城共同建設(shè)大灣區(qū)綜合性國家科學(xué)中心先行啟動區(qū)。
松山湖科學(xué)城毗鄰港澳，中國散裂中子源也為港澳科學(xué)家提供了前所未有的便利，進(jìn)一步促進(jìn)了粵港澳三地科技創(chuàng)新的人才和要素流通。
“中國散裂中子源從建設(shè)起，就與港澳科研機(jī)構(gòu)保持著良好的合作與互動?！标愌觽フf，2019年3月，中國科學(xué)院高能物理研究所與香港城市大學(xué)共同成立的“中國科學(xué)院—香港地區(qū)中子散射科學(xué)技術(shù)聯(lián)合實驗室”正式揭牌；2020年1月，由散裂中子源科學(xué)中心、東莞理工學(xué)院、香港城市大學(xué)、澳門大學(xué)共同建設(shè)的“粵港澳中子散射科學(xué)技術(shù)聯(lián)合實驗室”正式啟動。
香港大學(xué)黃明欣教授團(tuán)隊發(fā)明的超強(qiáng)超韌的“超級鋼”，就是通過中國散裂中子源來分析其成分、結(jié)構(gòu)，驗證了其研究結(jié)果。此外，香港中文大學(xué)、香港科技大學(xué)、香港理工大學(xué)、澳門科技大學(xué)等單位的用戶也在這里開展了多項實驗研究。
“中國散裂中子源這幾年的科學(xué)產(chǎn)出里，有四分之一是粵港澳大灣區(qū)的用戶?！标愌觽ビ脭?shù)據(jù)說話，他表示，大科學(xué)裝置是基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的前沿科學(xué)平臺，未來中國散裂中子源將繼續(xù)向科學(xué)未知領(lǐng)域發(fā)起沖擊，支撐企業(yè)自主創(chuàng)新和制造業(yè)當(dāng)家，為廣東高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。