被譽(yù)為“超級(jí)顯微鏡”的散裂中子源(CSNS)是了解微觀世界的利器,原本僅英國(guó)、美國(guó)和日本三國(guó)擁有此設(shè)備。9月初,中國(guó)科學(xué)家宣布,已攻克“超級(jí)顯微鏡”的關(guān)鍵技術(shù)——中國(guó)散裂中子源首次“打靶”成功,標(biāo)志著“超級(jí)顯微鏡”的主體工程順利完工,進(jìn)入試運(yùn)行階段。
中國(guó)散裂中子源裝置內(nèi)的快循環(huán)質(zhì)子同步加速器
“超級(jí)顯微鏡” 并非“面子工程”
所謂散裂中子源,通俗地說(shuō)就是一個(gè)用“中子”來(lái)了解微觀世界的工具。世界上的物質(zhì)由分子和原子組成,而原子內(nèi)部有原子核,原子核則包含了中子。中子不帶電且對(duì)某些原子核非常敏感的特性,讓它能夠“拍攝”到材料的微觀結(jié)構(gòu)和內(nèi)部運(yùn)動(dòng)規(guī)律,因此成了科學(xué)家探測(cè)各種物質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“探針”。
也因此,散裂中子源被科學(xué)家形象地稱作“超級(jí)顯微鏡”。正如X射線能夠“拍攝”人體的醫(yī)學(xué)影像,科學(xué)家希望找到一種工具,能夠“拍攝”物質(zhì)材料的微觀結(jié)構(gòu)。散裂中子源是最佳選擇之一。
“超級(jí)顯微鏡”不僅可以在材料科學(xué)、生命科學(xué)、物理等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域提供“有力支撐”,還有“接地氣”的一面,相關(guān)領(lǐng)域可借此平臺(tái)攻克國(guó)家可持續(xù)性發(fā)展和國(guó)家安全戰(zhàn)略需求的一些瓶頸問(wèn)題。
比如1998年6月,德國(guó)一輛城際快車意外出軌,事故元兇竟然是老化的車輪。在英國(guó)散裂中子源上檢測(cè)車輪,發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)部裂痕。
事實(shí)上,無(wú)論是高鐵的輪軌,還是飛機(jī)的渦輪、機(jī)翼里面都有應(yīng)力,它決定了高鐵和飛機(jī)使用壽命和安全性。但是,這個(gè)應(yīng)力看不到、摸不著,對(duì)它的研究成了避免類似災(zāi)難發(fā)生的關(guān)鍵。如今,科學(xué)家已經(jīng)可以在散裂中子源上,測(cè)量研究輪軌和機(jī)翼的剩余應(yīng)力,優(yōu)化機(jī)械加工工藝,使高鐵和飛機(jī)變得更安全舒適。
按照這思路,散裂中子源的質(zhì)子和中子還可用于腫瘤的放射性治療研究,在新型清潔能源可燃冰的開發(fā)利用中,散裂中子源高壓下的中子衍射技術(shù),也能用來(lái)研究可燃?xì)怏w甲烷水合物的形成機(jī)制和穩(wěn)定條件,其研究成果將為安全、高效地開采和利用可燃冰提供科學(xué)依據(jù)。
CSNS是重振東莞的關(guān)鍵因素
中國(guó)散裂中子源,有著世界其他3大散裂中子源所不具備的優(yōu)勢(shì):與制造業(yè)緊密結(jié)合?!俺?jí)顯微鏡”所在地廣東東莞——地處珠三角核心區(qū)域,擁有中國(guó)政府認(rèn)證的“國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)”2,028家,以科技創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)態(tài)勢(shì)明顯。如何將制造業(yè)優(yōu)勢(shì)與散裂中子源的科技成果轉(zhuǎn)換相結(jié)合,形成相關(guān)產(chǎn)業(yè)的集聚發(fā)展,是東莞目前探索的方向。
東莞市副市長(zhǎng)黃慶輝透露,依托散裂中子源,東莞市正規(guī)劃建設(shè)總面積約45.7平方公里的中子科學(xué)城。
中子科學(xué)城所在區(qū)域是廣深科技創(chuàng)新走廊的重要戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)。目前,該區(qū)域已集聚了一批具有國(guó)際影響力和國(guó)際化視野的高端創(chuàng)新要素,包括CSNS、華為終端總部等科研創(chuàng)新機(jī)構(gòu)和國(guó)際化企業(yè)。
而這片區(qū)域有了新的頭銜:粵港澳大灣區(qū)。據(jù)資料介紹,粵港澳大灣區(qū)指的是由廣州、佛山、肇慶、深圳、東莞、惠州、珠海、中山、江門9市和香港、澳門兩個(gè)特別行政區(qū)形成的城市群。是繼美國(guó)紐約灣區(qū)、美國(guó)舊金山灣區(qū)、日本東京灣區(qū)之后,世界第四大灣區(qū)。
“粵港澳大灣區(qū)”的提出,不只是區(qū)域經(jīng)濟(jì)整合將進(jìn)入新階段,更標(biāo)志著這一區(qū)域?qū)⒖赡苡瓉?lái)新一輪的改革開放。
在改革開放初期,由于經(jīng)濟(jì)差距過(guò)大,珠三角的經(jīng)濟(jì)主要是被海外資本,特別是港臺(tái)的制造業(yè)資本所整合。香港掌控著資金,而內(nèi)地珠三角城市則是工廠。本世紀(jì)初,中國(guó)加入WTO以來(lái),內(nèi)地城市的經(jīng)濟(jì)開始逐漸脫離“低端加工”的初級(jí)階段,誕生了一大批有品牌的自主企業(yè)。之前那種單向的整合,開始變?yōu)殡p向的融合。一部分港臺(tái)資本,比如富士康依然是珠三角產(chǎn)業(yè)鏈的重要掌控者。但同時(shí),一大批港臺(tái)資本所掌控的低端制造業(yè)不斷被擠出市場(chǎng)。
得益于改革開放,東莞最初也是成為了“世界工廠”,然后隨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的推動(dòng),這一地區(qū)正發(fā)生一場(chǎng)翻天覆地的巨變,“中國(guó)制造”開始向著“中國(guó)創(chuàng)造”邁進(jìn)。
“超級(jí)顯微鏡”就是“中國(guó)創(chuàng)造”的成果之一。東莞能否抓住這個(gè)機(jī)遇實(shí)現(xiàn)“重振”還有待觀察,但不可否認(rèn)的是,借助“粵港澳大灣區(qū)”的東風(fēng),這個(gè)曾經(jīng)被抹黑為“性都”的城市,最終能否擺脫污名,還是值得期待。