Китайский источник нейтронов помогает промышленности и медицине

В динамичном районе Большого залива Гуандун-Хонконг-Макао инновации, ориентированные на будущее, являются движущей силой быстрого развития. Новаторы преодолевают ограничения развития и прокладывают путь для технологических прорывов, чтобы придать свежий импульс будущему росту.

Целевая станция первой фазы Китайского источника расщепления нейтронов. [ПРЕДОСТАВЛЕНО CHINA DAILY]

Чжан Цзюньжун, отвечающий за пользовательские эксперименты в Китайском источнике расщепления нейтронов (CSNS) в Дунгуане, провинция Гуандун, вспоминает компанию, которая проводила испытания на объекте более 20 дней при круглосуточной работе комплекса.

Это «исключительно долгий» срок для пользовательских экспериментов, говорит Чжан. Большинство пользователей с научными целями обычно проводят свои эксперименты всего один или два дня, некоторые посещают объект в течение нескольких дней в течение года.

Как первый источник расщепления нейтронов в Китае и четвертый в мире, CSNS служит супермикроскопом для исследования внутренней структуры материалов эффективным и неразрушающим способом. Это также потенциально революционный инструмент для стратегических отраслей промышленности для преодоления технологических узких мест и стимулирования экономического роста.

На объекте происходят интенсивные физические реакции, невидимые невооруженным глазом. Ускоренные почти до скорости света протоны выстреливают, как снаряды, поражая тяжелые металлические мишени. Большое количество высвобождаемых там нейтронов является идеальным «зондом» для наблюдения за микроскопическим миром.

Все больше предприятий используют объект для изучения и оптимизации своей продукции. С короткими циклами исследований и разработок они часто многократно тестируют свою продукцию в сжатые сроки, прежде чем быстро представить следующее изделие для оценки.

«Никогда не бывает так, что тестирование продукта всего один или два раза приводит к успеху. Такие ситуации либо указывают на недостаточное понимание нашего устройства, либо на то, что наше устройство не может удовлетворить их потребности», — говорит Чжан, заместитель директора Отдела нейтронных наук исследовательского филиала кампуса Дунгуань при Институте физики высоких энергий Китайской академии наук.

По сравнению с научными исследованиями, обслуживание компаний-пользователей требует быстрых ответов и долгосрочной поддержки. После каждого эксперимента исследователям CSNS необходимо анализировать результаты и объяснять соответствующему предприятию, как они могут помочь улучшить их продукцию.

Инструменты первой фазы Китайского источника расщепления нейтронов. [ПРЕДОСТАВЛЕНО CHINA DAILY]

Более глубокое сотрудничество

Эти изменения в CSNS отражают более широкую тенденцию ускорения индустриализации крупной научно-технологической инфраструктуры страны, обычно известной как «крупные научные объекты». Ожидается, что этот сдвиг поддержит предприятия в достижении квантового скачка в исследовательских возможностях для изучения ранее немыслимого, вычисления ранее невычислимого и создания того, что когда-то считалось невозможным.

Как первый национальный научный объект, работающий в районе Большого залива Гуандун-Хонконг-Макао, CSNS достиг многих результатов в этой области с момента своего запуска семь лет назад.

Он способствовал улучшению производительности литиевых батарей и эффективности добычи сланца; проверкам безопасности авиационных двигателей, а также колес высокоскоростных поездов.

Используя объект, ученые из университетов Гонконга продвинули исследования аморфных сплавов, которые могут значительно повысить срок службы петель складных смартфонов, а также создали «суперсталь», которая установила мировые рекорды по прочности, пластичности и вязкости.

Технологии, разработанные CSNS, также привели к рождению его первого проекта индустриализации — устройства бор-нейтронозахватной терапии (БНЗТ), инновации, используемой для лучевого лечения, которое может точно убивать раковые клетки, не повреждая окружающие ткани.

Это устройство начало клинические испытания в Народной больнице Дунгуаня в мае. В случае успеха оно может быть официально внедрено к концу следующего года.

Вторая фаза CSNS, как ожидается, будет завершена к 2029 году, что увеличит количество нейтронных инструментов до 20 и значительно повысит возможности объекта для стимулирования отраслей промышленности.

При сотрудничестве с предприятиями Чжан также заметил постепенно более гладкий процесс коммуникации.

«На начальных этапах после создания CSNS в 2018 году компаниям часто было трудно понять, как эти теории о составе материи могут принести им пользу. Было трудно достичь диалога, и нам часто требовались университетские профессора в качестве переводчиков», — говорит Чжан.

С тех пор ситуация значительно улучшилась, многие ведущие компании и стартап-команды под руководством университетских ученых сформировали четкое понимание того, как использовать значительную мощь объекта.