我国首台高能直接几何非弹性中子散射谱仪通过验收

记者从中国科学院高能物理研究所获悉，11月16日，我国首台高能直接几何非弹性中子散射谱仪（以下简称“高能非弹谱仪”）通过验收，具备正式投入运行和开展科学实验的条件。

这台由中山大学和散裂中子源科学中心联合研制建设的“超级相机”，填补了我国百meV（毫电子伏特）以上中高能非弹性中子散射谱仪的空白，将为热电材料、磁性材料、高温超导、能源材料、生命材料等领域的研究提供重要研究平台。这也是我国首台飞行时间非弹性中子散射谱仪，标志着中国散裂中子源的研究领域将从材料静态结构拓展到材料动力学。

高能非弹谱仪利用中子不带电、穿透力强的特点，能直接探测到物质内部的微观运动。当中子与物质中的原子核发生“非弹性碰撞”时，中子会改变速度与方向，通过这些变化，科学家就能反推出物质内部的动态信息。

据谱仪负责人、中国科学院高能物理研究所东莞研究部副主任童欣介绍，高能非弹谱仪的独特之处，在于它不仅能看清物质的静态结构，更具备探测物质内部原子、分子在皮秒（万亿分之一秒）时间尺度动态过程的能力，记录原子、分子如何振动、如何旋转、如何传递能量的每一个瞬间。如果说其他谱仪能给材料“拍照片”，那么高能非弹谱仪能给材料“拍视频”。

高能非弹谱仪于2019年9月开始建设，在多束实验模式上做出创新设计，多个部件均为建设团队自研，攻克了费米斩波器、超大型真空散射腔、适用于中子散射的磁体样品环境、大面积高压氦三中子探测器等系列关键核心技术，2023年1月12日首次探测到中子束流。经过两年的调试，高能非弹谱仪的入射中子能量为10-1500 meV，最佳能量分辨率达到3%，信噪比、单位功率入射通量等性能达到国际先进水平。此外谱仪提供3-800K高低温环境和7T磁场环境，可覆盖绝大多数非弹性中子散射实验场景。

高能非弹谱仪完成验收后，将进入试运行阶段，计划于2026年正式向用户开放，将为高温超导物理机制、量子磁性作用机制、热电材料输运性质、电池中离子扩散机制以及生物材料活性等前沿基础研究工作提供强大支撑。

（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）

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