【話你知】以中子作「探針」 看穿微觀結構
100多年前，科學家發現原子由原子核和電子組成，後來又發現原子核由質子和中子組成，從二十世紀六十年代開始，科學家逐步發現組成原子核的質子和中子是由更深層次的粒子——夸克組成的。在不斷深入到物質微觀結構新層次的研究過程中，物質結構理論取得重大突破，並且帶動重大技術發明，人們現在用的半導體、電視、手機、電腦、激光以及全球定位系統，都是以二十世紀物理學的研究成果為基礎發展起來的。
作為一台「超級顯微鏡」，散裂中子源以中子為「探針」，看穿材料的微觀結構。
生產收集「自由中子」
中子在人類周圍到處都存在，但這些中子都被束縛於原子核中，無法自由運動。要用中子做「探針」，就需要自由的中子。自由的中子從何而來？這就需要專門產生大量自由中子的裝置，可以通俗地稱之為產生中子的「工廠」。散裂中子源就是這樣一類「工廠」，它通過高能質子束去轟擊重金屬靶，發生散裂反應，從而產生高通量短脈衝中子束流。
中國散裂中子源一期建設內容包括一台8,000萬電子伏特的直線加速器、一台16億電子伏特快循環同步加速器、一個靶站，以及3台供科學實驗用的中子散射譜儀。其工作原理是將質子加速到16億電子伏特，速度相當於0.92倍光速，把質子束當成「子彈」，去轟擊重金屬靶。金屬靶的原子核被撞擊出質子和中子，科學家通過特殊的裝置「收集」中子，開展各種實驗。正在建設中的二期工程，將加速器打靶束流功率從一期的100千瓦設計指標提高到500千瓦，其實驗效率有望提升至現階段的五倍。
