何佳恒 川观新闻记者 徐莉莎

掌握了中子技术，相当于手握打开物质世界大门的“钥匙”，能孕育一大批实用型高新技术。它就像一种“超级显微镜”，利用中子深入材料内部，探测物质结构与动力学。

国内新建的三大中子源，中国绵阳研究堆的中子科学平台是首个对外开放、常态化运行的中子科学平台。它就在位于四川绵阳的中国工程物理研究院核物理与化学研究所（简称“二所”）。

中国绵阳研究堆

此前，国内科学家做中子科学实验，只能到国外同类机构。二所中子散射技术与应用研究室主任孙光爱回忆，那时去国外做实验，“经常排队大半年，实验一星期。”

研究堆不同于核电反应堆，研究堆主要用于满足科学研究的需求。中国绵阳研究堆建设始于2000年，这是继我国建设第一代研究堆约30年后开工修建的第一座大型多功能核设施。其规划要追溯到上世纪90年代。

彼时，二所原有的研究堆“300#反应堆”还在绵阳的深山里，那是我国上世纪六七十年代从俄罗斯引进技术建设的第一批研究堆。到了90年代，设备设施和研究能力已经相对滞后，整个二所也已整体搬迁至绵阳城区。

300#堆原貌

着眼于国家战略需求牵引和中子科学技术的快速发展，一座大型多功能核设施，中国绵阳研究堆的预研工作也随即展开。

工程建设可谓一波三折。1999年可研报告获批，2000年建设开始，虽然中间攻克了大量创新技术难题，又遇到“5·12汶川特大地震”延迟了工期。2011年，原打算3月12日开始72小时满功率实验，3月11日又“遭遇”福岛核事故。

缘于设计和施工工艺先进，中国绵阳研究堆最终通过了当时相关部委的一系列严苛检查，并于当年4月6日-9日，成功实现72小时满功率连续运行，成为福岛核事故后国内首个恢复运行的大型核设施。

中国绵阳研究堆中子科学平台

2012年，中国绵阳研究堆顺利通过国家验收。

反应堆建设的同时，二所中子科学团队便同步开始了中子科学谱仪的引进和研发。中子谱仪，就是利用中子来测试分析物质特性的科学仪器。当时，国内相关技术还是“无人区”，从国外引进，势必要受到诸多限制。

中国工程物理研究院核物理与化学研究所老厂区

二所反应堆技术和应用研究室主任唐彬至今还记得，中国绵阳研究堆在工程建设中，从某国外引入了一个造价上亿元的冷中子源装置。但外方团队调试时发现，装置内氢浓度超标，外方专家一致认为是氢系统和氦系统的夹层损坏，装置只有报废。他们放弃了调试，甚至不要尾款一走了之。

“他们可以一拍两散，但走了之，我们不行。没有冷中子源，后端谱仪就没有存在的价值。”在副所长钱达志的带领下，项目组抛开外方的判断，全流程梳理，一步步分析，一点点调整，功夫不负有心人，问题最终被找出并顺利解决。

“当时外方认为我们是小学生的水平，他们是大学生的水平，结果相当于我们小学生解决了他们大学生的难题。”，唐彬说。

“对我们来说，‘卡脖子’是常态”，孙光爱回忆，那时国内没有中子源，要积累经验、研制谱仪只能到国外学习。“经常是排队大半年，才能实验一星期。”他记得，2008年到法国做实验，好不容易排上了队，正在不分白天黑夜抓紧实验的档头，对方告知反应堆出现问题需要检修，团队只能提前回国。承诺后续再补的束流时间一直都没有兑现。

在团队艰苦努力下，从2013年起，绵阳研究堆中子科学谱仪陆续投用。而在这过程中，研发团队也在用国产技术不断迭代。据孙光爱介绍，目前，一期国产替代率已经达到70%。“以前我们解决了技术有无问题，现在考虑的更多的是技术是否自主可控，能否在国际上实现部分领先。”

2013年12月，应力谱仪首个工业部件连夜测试

以中子自旋回波谱仪为例，这种精密仪器要求中子在磁场中进动上千圈，其自旋相位差不能超过半圈。国际上仅荷兰代尔夫特理工大学等极少数单位具有前期经验。

孙光爱团队正在调试中子自旋回波谱仪

最初团队也想通过国际合作加快研制进度，但沟通过程中该团队负责人明确表示由于政府政策限制，无法提供帮助。别无选择，唯有自主设计和攻关研制。二所的中子科学团队潜心3年终于攻克难关。

目前，他们研制的关键器件指标，均已超越了国际同行的最高水平。自主建设的二期8台谱仪正在顺利推进，预计一年内全部投入使用。

届时，绵阳中子散射研究平台的终端谱仪将突破19个，具备系统完备的科学研究和多领域应用能力，为我国科技创新驱动发展和“四个面向”的重大需求服务。

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