Chen Hesheng | Chinesische Spallationsneutronenquelle

Etwa die Hälfte der Nobelpreise in Physik und Chemie stehen im Zusammenhang mit großen wissenschaftlichen Einrichtungen.

Oder die vorgeschlagenen neuen Ideen wurden an großen wissenschaftlichen Anlagen überprüft,

Oder große wissenschaftliche Einrichtungen bieten modernste Forschungsmethoden,

Es wurde ein großer wissenschaftlicher Durchbruch erzielt oder eine neue technologische Erfindung gemacht.

Chen Hesheng, Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Oberbefehlshaber des Spallation Neutron Source Project

Wissenschaftliche Diskussionen in der Bay Area | 19. Mai 2019 Guangzhou

▲ Chinesische Spallationsneutronenquelle

Dies ist die China Spallation Neutron Source in Dalang, Dongguan, Guangdong. Es erstreckt sich über eine Fläche von etwa 400 Hektar und ist eine typische große wissenschaftliche Einrichtung. Davor verläuft die Nebenstrecke der Pearl River Delta Ring Expressway G94 - 9411, die Humen mit Huizhou verbindet.

Warum bauen wir eine Spallationsneutronenquelle? Warum haben wir uns für Dongguan, Guangdong entschieden? Was sind die Ergebnisse unserer Konstruktion? Was sind die vorläufigen experimentellen Ergebnisse?

▲ Das 20. Jahrhundert: das Jahrhundert der Physik

Die Physik hat im 20. Jahrhundert drei große Sprünge erlebt, von der Atomphysik zur Kernphysik und dann zur Teilchenphysik. Vor über hundert Jahren entdeckten wir, dass Atome aus Atomkernen und Elektronen bestehen. Später entdeckten wir, dass Atomkerne aus Protonen und Neutronen bestehen. Seit den 1960er Jahren haben wir nach und nach entdeckt, dass die Protonen und Neutronen, aus denen der Atomkern besteht, aus Quarks bestehen.

Es muss gesagt werden, dass die drei Fortschritte der Physik im 20. Jahrhundert zu enormen Forschungsergebnissen geführt und sich in einer enormen Produktivität niedergeschlagen haben. Beispielsweise sind Kernenergie, Halbleiter, Laser, Computer, GPS usw., die heute weit verbreitet sind, untrennbar mit dem Fortschritt der Physik im vergangenen Jahrhundert verbunden.

Gleichzeitig haben diese Technologien tiefgreifende Auswirkungen auf Gesellschaft und Politik. Einerseits waren Atomwaffen schon immer ein sehr ernstes internationales politisches Thema. Andererseits wurde auch das Internet, das wir heute in großem Umfang nutzen, im Zuge der Erforschung der Materialstruktur in der Physik im letzten Jahrhundert erfunden.

Die drei Fortschritte in der Physik leisteten nicht nur einen Beitrag zur Entwicklung der Physik, sondern brachten auch fortschrittliche Forschungsmethoden hervor, darunter große wissenschaftliche Anlagen wie Synchrotronstrahlungsquellen und Spallationsneutronenquellen.

Ein Symbol nationaler umfassender Stärke

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Da die Erforschung der Struktur der Materie bis auf die Ebene der Atomkerne und Teilchen vordringt, benötigen wir Teilchen mit immer höheren Energien, um immer kleinere Maßstäbe zu untersuchen, was den Einsatz großer wissenschaftlicher Anlagen erfordert.

Der Bau großer wissenschaftlicher Einrichtungen in China begann mit dem Elektron-Positronen-Collider in Peking. Dies war eine wichtige Entscheidung des Genossen Deng Xiaoping Mitte der 1980er Jahre. Er sagte: „Wir bauen den Elektron-Positron-Collider, um Chinas Hochtechnologie einen Platz in der Welt zu verschaffen.“ Es muss gesagt werden, dass die strategischen Ziele von Genosse Xiaoping allmählich verwirklicht werden.

Es gibt zwei Arten großer wissenschaftlicher Einrichtungen. Dazu gehören Beschleuniger für die Teilchenphysik und Kernphysik, Kernfusionsanlagen und große astronomische Teleskope wie das „Sky Eye“ in Guizhou. Der andere Typ sind Synchrotronstrahlungsanlagen, Spallationsneutronenquellen, Freie-Elektronen-Laser usw.

Große wissenschaftliche Einrichtungen werden als „große wissenschaftliche Infrastruktur“ und „große wissenschaftliche Projekte“ bezeichnet. Sie sind zu einer der Schlüsseleinheiten des nationalen wissenschaftlichen und technologischen Innovationssystems und zu einem Symbol der umfassenden Stärke des Landes geworden.

In den letzten Jahrzehnten wurden in der Forschung auf der Basis großer wissenschaftlicher Anlagen bedeutende wissenschaftliche Durchbrüche erzielt. Der Bau, Betrieb und die Forschung in Großanlagen haben viele bedeutende wissenschaftliche und technologische Innovationen hervorgebracht und die Entwicklung von Hochtechnologie stark vorangetrieben.

Laut Statistik stehen etwa die Hälfte der Nobelpreise in Physik und Chemie im Zusammenhang mit großen wissenschaftlichen Einrichtungen. Entweder werden die vorgeschlagenen neuen Ideen in großen wissenschaftlichen Einrichtungen überprüft, oder die großen wissenschaftlichen Einrichtungen bieten die fortschrittlichsten Forschungsmethoden, die zu großen wissenschaftlichen Durchbrüchen oder neuen technologischen Erfindungen führen.

Warum eine Spallationsneutronenquelle bauen?

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▲ Nobelpreis für Physik 1994

Die Neutronenstreuung ist ein Supermikroskop zur Untersuchung von Materie. Diese innovative Idee wurde erstmals von Brockhouse aus Kanada und Schar aus den USA vorgeschlagen. Brockhaus schlug vor, dass durch Neutronenstreuung die Position von Atomen, Molekülen und deren Clustern ermittelt werden könne, während Schar glaubte, dass es möglich sei, nicht nur die Position, sondern auch ihre Bewegung zu ermitteln. Dafür erhielten sie 1994 den Nobelpreis für Physik.

Warum sollte man Neutronenstreuung zur Untersuchung der Struktur von Materie verwenden? Die derzeitigen Mittel zur Untersuchung der Materialstruktur sind hauptsächlich Synchrotronstrahlungsquellen und Spallationsneutronenquellen.

Mithilfe von Synchrotronstrahlung lässt sich die Verteilung der Elektronen außerhalb des Kerns feststellen, während mit der Neutronenstreuung die Richtung und Energieverteilung der Neutronen nach der Streuung am Kern der Probe gemessen werden kann. Es kann den Magnetismus von Materie, die Position von Atomkernen und großen technischen Proben erkennen. Aufgrund seiner guten Durchdringungskraft kann es auch dynamische Prozesse in Materie erkennen.

Im Vergleich zu Synchrotronstrahlungsquellen sind Spallationsneutronenquellen teuer, technisch komplex, schwer zu erkennen und erfordern einen hohen experimentellen Aufwand. Daher gibt es weltweit nur vier Spallationsneutronenquellen, während es etwa 60 Synchrotronstrahlungsquellen gibt. Viele zentrale Fragen der Spitzenwissenschaft und Engpässe bei der nachhaltigen Entwicklung der Volkswirtschaft und der nationalen Sicherheit können jedoch nur durch den Einsatz von Spallationsneutronenquellen gelöst werden!

Woher kommen Neutronen? Ein Weg ist der Reaktor. Es gibt Reaktoren in Mianyang, Sichuan und das Institut für Atomenergie in Peking. Sie entstehen durch Kettenreaktionen. Davon gibt es weltweit etwa 30.

Ein anderer Ansatz ist die Spallationsneutronenquelle. Dabei werden Partikel verwendet, um Schwermetallziele zu treffen. Da kein Kernbrennstoff verwendet wird und es sich nicht um eine nukleare Vorrichtung handelt, sind die Sicherheitsanforderungen sehr gering. Da es derzeit weltweit schwierig ist, Standorte für den Bau von Reaktoren zu finden, konzentriert sich die Neutronenforschung langsam auf Spallationsneutronenquellen, die viele Vorteile bieten.

Wie funktioniert eine Spallationsneutronenquelle? Wir verwenden hochenergetische Protonen, um das Ziel zu treffen. Die resultierenden Neutronen treffen auf die Probe und dann erkennen wir sie.

In welchen Aspekten manifestiert sich die Rolle der Neutronen? Erstens verfügt es über ein magnetisches Moment und kann daher zur Untersuchung der Struktur des Magnetismus verwendet werden. Computerspeicher bestehen aus magnetischen Materialien und Supraleitung ist eng mit Magnetismus verwandt, daher ist sie eine sehr wichtige Technologie bei der Untersuchung magnetischer Materialien.

Die zweite ist seine Fähigkeit, zwischen leichten Elementen und Isotopen zu unterscheiden. Wie Sie sehen, variiert der Reaktionsquerschnitt zwischen Neutronen und verschiedenen Atomkernen erheblich. Bei der Synchrotronstrahlung hingegen ist dieser proportional zum Quadrat der Ladung des Atomkerns und daher nicht empfindlich gegenüber leichten Elementen.

Beispielsweise können Sie beim Auflösen von Enzymproteinmolekülen mithilfe von Synchrotronstrahlung Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff nicht sehen. Mit einer Spallationsneutronenquelle können Sie jedoch sogar die Wasserstoffatome erkennen, und das Ergebnis ist viel reicher. Ähnliche Hochtemperatur-Supraleiter und verschiedene andere Strukturen erfordern Spallationsneutronenquellen.

Beispielsweise sind alle sehr besorgt über Methanhydrat, eine Energieform, die uns eine saubere und nachhaltige Entwicklung ermöglichen kann. Aber wir müssen die Eigenschaften von Methanhydrat verstehen. Wenn wir es abbauen, ohne seine Eigenschaften zu kennen, kann es zu Naturkatastrophen kommen.

Daher müssen wir die Hochdruckumgebung, in der Methanhydrat vorkommt, simulieren und gründlich erforschen. Die Simulation einer Hochdruckumgebung erfordert einen sehr dicken Behälter, der nur von Neutronen durchdrungen werden kann. Darüber hinaus ist die Neutronenstreuung auch bei der Untersuchung von Kohlenstoff- und Wasserstoffelementen wirksam, was die Spallationsneutronenquelle zu einem notwendigen und unverzichtbaren Mittel zur Untersuchung der inneren Mikrostruktur von Methanhydrat macht.

Der Akademiker Mao Heguang hat vor über zehn Jahren am Los Alamos National Laboratory in den USA Forschungen zu Methanhydrat durchgeführt, die für unsere Anwendungen sehr wichtig sind.

Der dritte und sehr wichtige Punkt ist, dass die Restspannung großer technischer Proben direkt vor Ort untersucht werden kann. Was bedeutet vor Ort? Zur Untersuchung sehr kleiner Proben werden allgemeine Versuchsgeräte verwendet, doch können damit nicht alle Probleme gelöst werden. Viele Probleme erfordern die Untersuchung großer technischer Stichproben.

So kam es beispielsweise vor 20 Jahren zu einem schweren Unfall auf der deutschen Hochgeschwindigkeitsstrecke, bei dem über 100 Menschen ums Leben kamen. Schließlich stellte sich heraus, dass die Ursache des Unfalls eine Metallermüdung in den Rädern war. Wie können wir die Gesetze der Metallermüdung finden? Die Lösung besteht darin, die Eigenschaften der Räder unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu messen: bei ihrer Herstellung, nach 18.400 Kilometern Laufleistung und nach 60.000 Kilometern Laufleistung, um den Zustand ihrer Metallermüdung zu untersuchen und so wissenschaftliche Regeln für Betrieb und Wartung zu erhalten.

▲ Spallationsneutronenquelle in Großbritannien: In-situ-Messung der Temperatur- und Spannungsverteilung beim Schweißen und Nieten der A380-Tragflächen zur Prozessoptimierung

Ein weiteres sehr interessantes Beispiel ist die britische Spallation Neutron Source. Schweißen und Nieten der Tragfläche des Airbus A380. Die Schweiß- und Nietvorgänge sind sehr aufwendig. Wenn die Nietung beispielsweise zu schwach ist, kann es sein, dass die Niete nicht richtig sitzt. Bei zu starker Vernietung kann es später leicht zu Brüchen im vernieteten Bereich kommen. Das Gleiche gilt für das Schweißen. Airbus legte einen Abschnitt der A380-Tragfläche in die britische Spallationsneutronenquelle, nietete und schweißte ihn und maß dabei die Temperatur- und Spannungsänderungen, um so das beste Verfahren zu finden.

Und es gibt die Spallationsneutronenquelle in Japan, die sehr interessante Dinge macht. Der Schlüssel zu Elektrofahrzeugen liegt in der Batterie. Wie können wir die Batteriekapazität erhöhen, das Laden beschleunigen und die Sicherheit erhöhen? Einerseits müssen wir bessere Materialien finden, aber noch wichtiger ist, dass wir untersuchen, wie Batterien hergestellt werden, und die Beziehung zwischen Änderungen der makroskopischen Leistung von Batterien und Änderungen der Leistung interner mikroskopischer Materialien untersuchen.

Die gesamte Batterie kann in eine Spallationsneutronenquelle gelegt und Hunderte Male geladen und entladen werden, um Veränderungen in der Leistung, dem Partikeltransport im Inneren und den Eigenschaften der Elektroden zu beobachten. Japan hat mit dieser Methode eine Batteriekapazität von 400 Kilowattstunden pro Kilogramm erreicht.

Darüber hinaus sind alle sehr besorgt um die Sicherheit der Batterien, beispielsweise hinsichtlich der Entstehung brennbarer Gase und Explosionen während des Lade- und Entladevorgangs. Dieses Gas kann nur durch Neutronen nachgewiesen werden, und wir können die Spallationsneutronenquelle verwenden, um zu untersuchen, unter welchen Umständen das Gas auftritt.

Innovation durch die Überwindung von Herausforderungen

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Dies ist die China Spallation Neutron Source, die aus einem Linearbeschleuniger 80 MeV (MeV, Energieeinheit, Millionen Elektronenvolt), einem schnell zyklischen Synchrotronbeschleuniger 1,6 GeV, einer Zielstation und drei Neutronenstreuspektrometern besteht. Es wurde gemeinsam von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Provinzregierung von Guangdong errichtet. Die juristische Person ist das Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Die Gesamtinvestition belief sich auf 1,86 Milliarden Yuan, die Fertigstellung erfolgte im März 2018.

▲ Spallationsreaktion und Neutronenstreuprinzip

Die erzeugten Neutronen treffen auf die Probe und schießen dann auf das Bauteil, wo sie von uns detektiert werden. Dies ist das Prinzip der Spallation und Neutronenstreuung.

Von der Idee bis zur Fertigstellung einer großen wissenschaftlichen Anlage vergeht sehr viel Zeit. Die Idee einer Spallationsneutronenquelle kam uns bereits Ende der 1990er Jahre in den Sinn. Im Jahr 2000 legten wir der National Science and Education Leading Group einen Bericht mit dem Titel „Chinas Entwicklungsziele für Hochenergiephysik und fortschrittliche Beschleuniger“ vor, in dem wir den Bau einer Spallationsneutronenquelle vorschlugen. Erst im vergangenen Jahr, 18 Jahre später, wurde es fertiggestellt.

Warum befindet sich die Spallationsneutronenquelle in Dongguan?

Im Jahr 2000 brachte Lu Yongxiang, der damalige Präsident der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, eine Idee vor. Er hoffte, die große Stärke der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in der Grundlagenforschung und angewandten Grundlagenforschung mit der starken Wirtschaftskraft und dem dringenden Bedarf der Provinz Guangdong an wissenschaftlicher und technologischer Innovation und Steigerung der industriellen Nachfrage zu verbinden und im Perlflussdelta die „dritte Anhöhe“ der Chinesischen Akademie der Wissenschaften zu errichten.

Die Idee einer Spallationsneutronenquelle entstand im Jahr 2000 und wurde 2004 von der National Science and Education Leading Group genehmigt. Allerdings konnten wir in Peking keinen Standort dafür finden. Im Februar 2006 nahm ich an einem Treffen der Entwicklungs- und Reformkommission der Provinz Guangzhou teil und sprach mit den Leitern der Entwicklungs- und Reformkommission über die Suche nach einem Bauplatz für die Spallationsneutronenquelle.

Minister Zhang Dejiang und Präsident Lu Yongxiang haben beschlossen, die Spallationsneutronenquelle in Guangdong anzusiedeln. Dabei handelt es sich um einen weitsichtigen strategischen Einsatz, der mittlerweile zu einer zentralen wissenschaftlichen Großeinrichtung geworden ist, die das Wissenschafts- und Technologie-Innovationszentrum der Greater Bay Area Guangdong-Hong Kong-Macao unterstützt.

Im Mai 2006 organisierte die Entwicklungs- und Reformkommission der Provinz eine Inspektionsreise nach Zhuhai, Luogang und zum Songshan-See. Der Songshan-See ist am besten geeignet und Dongguan bietet die stärkste Unterstützung. Es ist äußerst selten, vor 13 Jahren über eine derartige Weitsicht zu verfügen.

Die Vereinigten Staaten gaben 1,4 Milliarden Dollar für ihre Spallationsneutronenquelle aus, Japan gab 1,8 Milliarden Dollar für seine Spallationsneutronenquelle aus und China gab 1,8 Milliarden RMB für seine Spallationsneutronenquelle aus. Diese Spallationsneutronenquelle verfügt über eine Reihe innovativer Ideen. Seine Hauptleistung übertrifft die der Spallationsneutronenquelle in Großbritannien und die Lokalisierungsrate der Ausrüstung liegt bei über 90 %.

Während des Bauprozesses haben wir viele Schwierigkeiten überwunden. Eine der größten Schwierigkeiten bestand darin, dass der von uns gebaute Linearbeschleunigertunnel 19 Meter unter der Erde lag. In der ersten Regenzeit nach der Fertigstellung begann es, Wasser zu verlieren. Dies lag nicht daran, dass die Baueinheit Abstriche gemacht hätte, sondern daran, dass sie sich fälschlicherweise auf die Bauerfahrung der Shanghai Light Source berief.

Ein Experte von Shanghai Light Source sagte: „Die Betonwand des Tunnels ist einen Meter dick, daher wird weniger Zement benötigt.“ Shanghai Light Source verwendete 150 Kilogramm Zement pro Kubikmeter Beton, wir verwendeten 180 Kilogramm. Aber die Situation ist anders. Wir befinden uns 19 Meter unter der Erde. Da das Grundwasser im Süden sehr ergiebig ist, kam es in der ersten Regenzeit zu ernsthaften Problemen mit Wasserversickerungen.

Schließlich mussten wir außerhalb des linearen Tunnels einen weiteren Tunnel hinzufügen, um ihn wasserdicht zu machen, was das Projekt um anderthalb Jahre verzögerte. Um die anderthalb Jahre aufzuholen und eine termingerechte Fertigstellung sicherzustellen, haben wir uns für einen parallelen Arbeitsansatz entschieden. Wir haben zunächst die Geräte, die unterirdisch installiert werden mussten, vor Ort installiert und Fehler behoben und sie dann nach der Reparatur des Tunnels wieder abgebaut und unter die Erde gebracht. Der Arbeitsaufwand war enorm.

Dabei handelt es sich um die Spektrometerhalle der Zielstation, das Gebäude für die Linearbeschleunigerausrüstung und den schnelllaufenden Synchrotronbeschleuniger.

Dabei handelt es sich um den 200 Meter langen geraden Tunnel und den 240 Meter langen Ringtunnel des Kreisbeschleunigers.

Dies ist das Kerninstallationsgerät der Zielstation. Wie Sie sehen, erfolgt die Installation Schritt für Schritt.

▲ 25 Hz Wechselstrommagnet

Wir haben viele Innovationen hervorgebracht und viele Herausforderungen gemeistert. Beispielsweise erreicht der Strom durch den Magneten Kiloampere und 25 Hz. Ältere Kameraden erinnern sich vielleicht noch daran, dass die Vorschaltgeräte der Leuchtstofflampen, die wir früher verwendet haben, immer Geräusche machten. Warum? Das liegt am 50 Hz Wechselstrom. Ebenso führt der Strom von fast 1.000 Ampere hier zu sehr starken Vibrationsrissen und Wirbelstromerwärmungen. Wir haben große Anstrengungen unternommen, um dieses Problem zu lösen.

▲ Driftröhren-Linearbeschleuniger

Es gibt auch einen Driftröhren-Linearbeschleuniger mit 156 Driftröhren, von denen jede anders ist und der Installationsfehler 30 Mikrometer nicht überschreiten darf, was eine hohe Präzision bedeutet.

▲ Zielunternehmen der Fertigungsindustrie „gehen ins Ausland“

Ein weiteres ist das Kernziel. Wir verfügen über eine innovative Wolfram-Tantal-Beschichtungstechnologie und ein Verfahren, das international führend ist. Der Hersteller des Zieleinsatzes ist die Beijing Antai Company. Wir haben erfolgreich ein sehr kritisches Ziel entwickelt. Dadurch gelang es ihnen auch, die Ausschreibung für das Target der Europäischen Spallations-Neutronenquelle erfolgreich zu gewinnen.

▲ Spektrometerbau

Dabei handelt es sich um die drei Spektrometer der ersten Phase, darunter ein multifunktionales Reflexionsspektrometer, ein Kleinwinkelspektrometer und ein universelles Pulverbeugungsspektrometer.

▲ Vogelperspektive der China Spallation Neutron Source (August 2017)

Dies ist ein Luftbild aus dem August 2017, aufgenommen von einer Drohne ohne jegliche Modifikation.

Als wir Artikel an ausländische Zeitschriften schickten, verwendeten wir dieses Foto. Sie denken immer, wir seien synthetisch, obwohl es in Wirklichkeit keine Veränderung gibt. Es ist einfach so perfekt gebaut.

Chinas Spallationsneutronenquelle glänzt in verschiedenen Bereichen

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▲ Das erste Zielschießen war erfolgreich und der Neutronenstrahl wurde im Voraus erhalten

Im August 2017 gelang uns unser erstes Zielschießen und wir erhielten per Knopfdruck einen wunderschönen Neutronenstrahl. Im Juli desselben Jahres besuchte ich die britische Spallationsneutronenquelle. Bevor ich den Knopf drückte, erinnerte mich der britische Regisseur wiederholt daran, dass ich mental voll vorbereitet sein müsse, denn wenn ich das erste Mal auf ein Ziel schieße, könnte es sein, dass ich beim Drücken des Knopfes nichts erreiche. Er sagte, sie hätten über zehn Tage lang nicht herausfinden können, wohin der Neutronenstrahl ging. Aber unser Design war vernünftig und die Installation und Fehlerbehebung der Geräte waren von hoher Qualität, sodass wir den Strahl bekamen, sobald wir die Taste drückten.

Oben sind die erforderlichen Akzeptanzindikatoren und unten sind die Indikatoren aufgeführt, die wir tatsächlich erreicht haben. Sie können erkennen, dass die erreichte Leistung mehr als das Doppelte der Akzeptanzindikatoren beträgt. Alle Abnahmekennzahlen wurden erreicht und wir haben die Landesabnahme erfolgreich bestanden.

Der Bericht des Nationalen Abnahmekomitees kommt zu dem Schluss, dass das Design wissenschaftlich und vernünftig ist, die Qualität der Ausrüstung ausgezeichnet ist und das Gerät ein internationales Spitzenniveau erreicht hat. Durch unabhängige und integrierte Innovation wurden bei Hochstrom-Protonenbeschleunigern und der Neutronenstreuung eine Reihe bedeutender technologischer Erfolge erzielt, die die Innovationsfähigkeit meines Landes in diesen Bereichen deutlich verbessert und einen großen Sprung nach vorne ermöglicht haben.

Damit sind wir nach der britischen, der amerikanischen und der japanischen Spallationsneutronenquelle das vierte Land der Welt mit einer Spallationsneutronenquelle.

Chinas Spallationsneutronenquelle hat einen stabilen und effizienten Betrieb erreicht. Unsere Leistung hat 50 Kilowatt erreicht, also die Hälfte des Auslegungswerts, und die Effizienz der Strahlstrombereitstellung liegt bei über 94 %.

Nach der Abnahme wurden im zweiten Monat die Benutzerartikel veröffentlicht. Die amerikanische Spallation Neutron Source veröffentlichte in den ersten beiden Jahren keine Artikel, was zu viel Kritik führte. Unsere Ergebnisse kamen sehr schnell heraus.

Wir haben inzwischen in vielen Bereichen experimentelle Forschung betrieben. Mehr als 50 Einheiten, darunter drei Institutionen in Hongkong und Großbritannien, haben Experimente durchgeführt und 8 Artikel veröffentlicht.

Dies ist das Ergebnis der Untersuchung von Supraleitern, die über ein äußerst breites Anwendungsspektrum verfügen.

Ein weiteres ist die Forschung an „Superstahl“. Das Team von Huang Mingxin an der Universität Hongkong hat den stärksten Stahl der Welt entwickelt. Mithilfe eines Pulverdiffraktometers analysierten sie die Eigenschaften des Stahls und gewannen so wichtige Daten zur Verbesserung der Bruch-, Zähigkeits- und Korrosionseigenschaften des Stahls. Superstahl hat ein breites Anwendungsspektrum. Wenn ein Auto beispielsweise 10 % Gewicht verliert, kann es 6–8 % Kraftstoff einsparen. Dies ist also ein sehr wichtiges Feld.

Darüber hinaus erforschen die Beihang University und die Shanghai Jiaotong University eine neue Art von Legierung, die im Fahrwerk der F-22 verwendet werden kann. Sie haben hierzu mithilfe von Spallationsneutronenquellen viel geforscht.

Die City University of Hong Kong nutzt dies, um Forschungen zu metallischem Glas durchzuführen, einem Material, das die Vorteile von Glas und Metall vereint.

Es wird in Zukunft nicht mehr ausreichen, nur die drei vorhandenen Spektrometer zu nutzen. Wir arbeiten mit wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen und Universitäten in der Region des Perlflussdeltas zusammen, um Benutzerspektrometer zu bauen, und das Wissenschafts- und Technologieministerium der Provinz Guangdong hat ebenfalls zwei Spektrometer gespendet. Aufgrund vieler Probleme, die mit Materialeigenspannungen und Metallermüdung einhergehen, besteht die einzige Lösung des Problems in der Verwendung einer Spallationsneutronenquelle.

Wir beantragen bei der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission die zweite Phase des Projekts, um weitere Spektrometer zu bauen und deren Leistung auf 500 Kilowatt zu erhöhen. Es handelt sich derzeit um das Projekt Nummer eins im 14. Fünfjahresplan der Akademie der Wissenschaften und könnte sogar schon Ende dieses Jahres gestartet werden.

Ein weiterer Plan ist der Bau einer südlichen Lichtquelle. Da die Regierungen der Greater Bay Area Guangdong-Hong Kong-Macao bestrebt sind, Synchrotronstrahlungsquellen zu errichten, ist die Kombination aus Spallationsneutronenquellen und modernen Lichtquellen die beste Lösung für eine große Wissenschaftsplattform.

▲ Plan zum Bau der Southern Light Source

Wir haben 600 Acres Land westlich der Spallationsneutronenquelle reserviert. Dieses Bild ist ein Konzeptdiagramm der Southern Advanced Light Source, die beim Aufbau der Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area eine große Rolle spielen wird.

Die China Spallation Neutron Source ist ein Projekt des 12. Fünfjahresplans für die nationale wirtschaftliche und soziale Entwicklung. Es handelt sich um die größte einzelne wissenschaftliche Forschungseinrichtung, die je in unserem Land errichtet wurde, ein „nationaler Schatz“. Es stellt leistungsstarke Forschungsmittel für die Materialwissenschaften, die Grundlagenphysik, die Chemie und das Chemieingenieurwesen, die Biowissenschaften, die Ressourcen und die Umwelt sowie andere Bereiche meines Landes bereit und bietet eine fortschrittliche Plattform zur Lösung von Engpassproblemen im Hinblick auf die nationalen strategischen Bedürfnisse.

Wir haben verschiedene Schwierigkeiten überwunden und das Bauprojekt termingerecht abgeschlossen. Die China Spallation Neutron Source CSNS hat sich zur zentralen wissenschaftlichen Großanlage in der Greater Bay Area Guangdong-Hong Kong-Macao entwickelt. Jeder ist herzlich eingeladen, die Spallationsneutronenquelle zu besuchen!

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Die Artikel und Reden geben lediglich die Ansichten des Autors wieder und stellen nicht die Position des Gezhi Lundao Forums dar.

Früher bekannt als „SELF Gezhi Lundao“, handelt es sich um ein wissenschaftliches und kulturelles Forum, das von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ins Leben gerufen, vom Computer Network Information Center der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und dem Science Communication Bureau der Chinesischen Akademie der Wissenschaften gemeinsam organisiert und von der China Science Popularization Expo ausgerichtet wird. Wir engagieren uns für die grenzüberschreitende Verbreitung außergewöhnlicher Ideen und wollen im Geiste des „Erforschens und Suchens nach Wissen“ die Entwicklung von Wissenschaft und Technologie, Bildung, Leben und Zukunft erforschen. Folgen Sie uns auf der offiziellen Website von Gezhi Lundao: self.org.cn, öffentlichem WeChat-Konto: SELFtalks, Weibo: Gezhi Lundao Forum.