中國散裂中子源。南方日報記者 孫俊傑 攝

中國散裂中子源裝置内的直線加速器。南方日報記者 孫俊傑 攝

4月15日，廣東省科技創新大會在廣州召開，大會頒發了2021年度廣東省科學技術獎。由中國科學院院士、中國散裂中子源工程總指揮陳和生領銜的“散裂中子源國家重大科技基礎設施項目”，獲得2021年度廣東省科技進步獎特等獎。這是東莞自2016年以來再次獲得該項殊榮。

近年來，東莞聚焦科技創新和先進制造，讓科技創新成為引領制造業高質量發展的重要推動力，成為東莞經濟轉型升級的亮麗名片。随着大灣區綜合性國家科學中心先行啟動區建設的深入推進，東莞高質量發展的“科創底色”将更加鮮明。

南方日報記者 吳擒虎 陳啟亮 張珊珊 張 莎

十年磨一劍

為高水平科技自立自強提供先進平台

散裂中子源就像“超級顯微鏡”，是研究物質材料微觀結構的理想探針。在中國散裂中子源建成之前，我國已有一批高水平科學家需要利用散裂中子源開展相關研究，但苦于當時國内沒有條件，隻能去國外做實驗，很難争取到實驗機時。

轉折點發生在2006年。廣東省和中國科學院共同決定：要在珠三角建設一座中國散裂中子源。經過一番考察，最終決定将其落戶在如今東莞松山湖科學城範圍内的大朗鎮水平村。

“散裂中子源主體部分對地基要求高，這塊地方是最适合的，而且東莞市政府對我們支持的力度也非常大。”陳和生表示。

2011年10月，中國散裂中子源奠基，這是全國首台、全球第四台脈沖式散裂中子源，結束了珠三角地區無國家大科學裝置的曆史。“珠三角擁有強勁的經濟實力，且對科學技術與産業升級的需求迫切，能與中國科學院在基礎研究和應用基礎研究方面的優勢很好地結合起來。”陳和生說。

然而，大科學裝置的建設并非易事。

工程建設期間，由于地質原因，加速器隧道等土建工程延誤了1年多，大大壓縮了設備安裝和調試的時間。當時，整個工程能否按原定工期竣工驗收，大家心裡都沒有底。

“對國家承諾的竣工時間不能推遲，必須千方百計搶時間。”基于這樣的信念，陳和生帶領團隊一起，将通用設施的安裝與隧道土建施工交叉并行，即将原定在隧道裡測試老練的設備先在地面大廳安裝調試和老練，等隧道完工後，再重新安裝在隧道。這種方式雖然大大增加了工作量和工程調度的難度，但最終讓建設團隊趕回了工期。

“難以想象你們在短短的一年完成了如此大量的工作。”在散裂中子源國際顧問委員會年度會議上，外國專家對此十分感歎。

此外，散裂中子源裝置不僅造價高，且技術複雜，是各種高、精、尖設備組成的複雜整體。團隊在制造和安裝過程克服了重重困難，還采用了具有戰略前瞻性的“直線加速器 快同步環 固體靶靶站”的創新設計方案，實現衆多關鍵技術創新和集成創新，技術和綜合性能進入國際同類裝置先進行列。

例如，快循環同步加速器的25Hz交流磁鐵在我國屬于首次研制，其間遇到了超乎想象的技術挑戰，科研人員與工廠技師聯合攻關了6年才将問題解決。針對磁鐵磁場飽和問題，團隊還創新性地提出諧振電源的諧波補償方法，解決了多台磁鐵之間的磁場同步問題，其效果優于國外散裂中子源。

經過多年努力，如今裝置的許多設備可達國際先進水平，設備國産化率高達90%以上，有力地促進了我國相關領域高新技術産業的發展。

2017年秋天，裝置首次打靶成功獲得完全符合預期的中子束流，調試速度遠超國外的散裂中子源；2018年8月，中國散裂中子源正式通過國家驗收，并對國内外各領域用戶開放。2020年2月，中國散裂中子源的加速器打靶束流功率成功達到100kW設計指标并穩定運行，比原定計劃提前了一年半的時間。

首期建設中，散裂中子源對用戶開放通用粉末衍射儀、小角散射儀、多功能反射儀共三台譜儀。2021年10月，國内首台中子全散射多物理譜儀對外開放運行，通量超過英國散裂中子源同類型譜儀，分辨率達世界先進水平。今年4月，大氣中子輻照譜儀成功出束，未來将填補我國在相關領域的空白。

圍繞“四個面向”，“國之重器”的創新效益不斷顯現。截至目前，散裂中子源已完成用戶實驗課題約700項（其中12%來自高科技企業），在多個領域開展了重大創新研究，開展了包括航空發動機單晶葉片和軸承、深海潛水器等大型工程部件殘餘應力和服役性能檢測等，為國家急需的許多高性能結構材料攻關提供了關鍵技術平台。

在新型能源材料、斯格明子拓撲磁性、自旋霍爾磁性薄膜、高強合金納米相、航空材料、可燃冰、頁岩、催化劑等領域，中國散裂中子源已經取得一批重要成果，累計發表高水平論文120餘篇。

“我們散裂中子源最主要的責任，就是為國家高水平科技自立自強提供一個關鍵的、先進的研究平台。”陳和生表示。

二期工程預計今年動工

實現譜儀數量與設備功率雙提升

中國散裂中子源是粵港澳大灣區首個重大科技基礎設施，它的建成最直接的效益，就是為國内科研工作者帶來研究“利器”，特别是為港澳科學家使用散裂中子源提供了前所未有的便利。

超級鋼具有廣泛應用，相關研究顯示，如果汽車減重10%，将可以節油6%—8%。香港大學黃明欣教授團隊利用中國散裂中子源的粉末衍射儀發現了強度高而且韌性好的“超級鋼”的微觀機制，為改進這種鋼的斷裂、韌性和腐蝕性能提供關鍵的數據。

散裂中子源落戶東莞後，大灣區許多高校也“近水樓台先得月”，吸引了大批中子散射研究和應用的人才，建設相關的學科。

在廣東省科技廳的支持下，散裂中子源科學中心還與東莞理工學院、香港城市大學、澳門大學共建了“粵港澳中子散射科學技術聯合實驗室”，于2020年1月正式揭牌。實驗室将成為粵港澳大灣區綜合性國家科學中心的重要科研平台，努力建設成為中子散射領域的國家重點實驗室。

“散裂中子源在東莞的成功建設，充分展示了廣東省引進大科學裝置、推動科技創新的決心和成就，吸引了國内許多一流的科學研究機構落戶廣東，共同建設大科學裝置。”陳和生表示，廣東省新建和計劃建設的國家大科學裝置數量居于全國前列。

作為國家大科學裝置，散裂中子源不斷拓展提升實驗能力，為高水平研究提供更強研究手段。

散裂中子源共設計預留了20條中子通道，可建設20台左右的中子譜儀。為更加充分地發揮中國散裂中子源的研究能力，加快建設更多中子譜儀，中國散裂中子源積極與粵港澳大灣區的高校、研究機構開展合作，共同建設8台合作譜儀。

除已經建成的多物理譜儀、大氣中子輻照譜儀兩台合作譜儀外，另外6台合作譜儀預計将在未來2年内陸續建成。這8台譜儀，每台譜儀都有它自己的“特長”，給不同領域的用戶提供相應的研究手段。

例如，與中山大學合作建設高能非彈譜儀，主要針對動力學方向的基礎科學問題；與南方科技大學合作的高壓譜儀，可以給樣品加不同的壓力、溫度等環境。中子成像譜儀以及和工程材料衍射儀，可以進行工程大部件的成像檢測和應力測試，産業界需要強烈且迫切，可用于航空航天、高鐵等衆多高技術産業的裝備研發。

作為全球少有的先進研究平台，散裂中子源受到了國内外研究者們廣泛歡迎，設備機時甚至“供不應求”。

截至目前，中國散裂中子源注冊用戶超過3400人，用戶來自于國外以及全國各個省市。疫情發生前，幾乎每天都有幾十名來自全國各地的高校、研究所、高技術企業的用戶來散裂中子源現場開展相關的實驗研究。根據預測，待合作譜儀和二期工程的中子譜儀建成後，用戶會更加廣泛。

此外，散裂中子源的成功建設使廣東省具有了一支高水平、專業齊全的科學研究，工程技術和管理的隊伍——中國科學院高能物理研究所東莞研究部。這支年輕高素質的隊伍是粵港澳大灣區大科學裝置建設、運行和研究的中堅力量。

陳和生透露，依托這支隊伍，中國散裂中子源即将啟動二期工程建設，未來的譜儀數量将增加到20台，覆蓋廣大用戶各方面的研究領域。加速器打靶和靶站功率将從100千瓦提升到500千瓦，設備研究能力大幅度提升，大大提高實驗的精度和實驗的測量速度，能夠測量更小的樣品，研究更快的動态過程，滿足國内外更多用戶需求。

中國散裂中子源二期工程已于2021年上半年正式納入了國家重大科技基礎設施建設“十四五”規劃，目前已完成了項目可行性研究報告的編制，各項前期準備工作均已獲得相關部門批複，今年2月底通過了中科院組織的可研報告專家預評審，現正在進行初步設計報告的編制工作。二期工程關鍵技術研發進展順利，預計今年内将正式動工。

經濟産出密度全國第三

建設大灣區科技創新新高地

除了散裂中子源項目，東莞還有多個項目獲獎。廣東華中科技大學工業技術研究院的“自主無人艇機集群跨域協同關鍵技術及應用項目”獲技術發明獎一等獎，東莞理工學院的“纖維複材筋提升混凝土結構性能關鍵技術與應用項目”，以及廣東菲鵬生物有限公司的“體外診斷試劑生物活性蛋白關鍵技術開發及産業項目化”獲科技進步獎二等獎。

由工研院牽頭完成的“自主無人艇機集群跨域協同關鍵技術及應用”項目，擁有無人艇集群相變調控、艇-機快慢子協同、小型平台無人機起降等三項核心技術，經中國自動化學會和中國人工智能學會鑒定達到國際領先水平。協同控制、協同感知、矢量噴推等部件成為了中船701所、702所、707所多型無人船舶的重要任務載荷。成果應用于深中跨海隧道同步探測、珠江口港口航道監測、南海油氣資源探測、大灣區水域污染治理等重大工程。為我國海洋強國戰略需求提供了具有自主知識産權的無人艇-機集群跨域協同關鍵技術及核心裝備。

回顧來路，東莞經濟快速發展的時期，同樣也是東莞科技創新突飛猛進的階段。

“十三五”期間，東莞地區生産總值連跨7000億、8000億、9000億三大台階，到2021年突破萬億元大關。同時，東莞科創領域同樣亮點紛呈：松山湖科學城納入大灣區綜合性國家科學中心先行啟動區；R＆D占比提升至3.54％，排名全省第二；國家高新技術企業達7387家，穩居全省地級市第一；科技創新綜合競争力挺進全國城市20強、地級市第三。

越來越多的科技創新成果，成為推動東莞制造業高質量發展的“利器”。

在東莞，企業的科創活力得到充分激發，去年全社會研發經費來源于企業的比例達94%，建有研發機構的規上工業企業達47.2%；科技創新對産業轉型升級的引領支撐作用不斷增強，去年規上高新技術企業實現工業總産值1.19萬億元，占全市規上工業總産值的比例達55.01%，成為工業增長的主要力量。

對科技創新的極端重視，讓東莞在有限土地上書寫出創業創富的動人故事：2020年，東莞實現地均GDP達到3.92億元/平方公裡，經濟産出密度在全國主要城市位居第三。

建設大灣區科技創新新高地，東莞必将綻放更多精彩。

■聲音

近些年來，廣東省對國家重大科技基礎設施的建設非常重視，“十四五”期間國家在廣東省部署了包括中國散裂中子源二期在内的多個重大科技基礎設施。這些設施的建設，将進一步提升廣東省的基礎研究與應用基礎研究能力，吸引和聚集更多高水平科研團隊來粵開展相關科研工作。廣東省科技廳近期也制定了基礎研究十年“卓粵計劃”，覆蓋了從基礎研究到人才培養、科研環境建設等方面内容。我們相信大灣區綜合性國家科學中心将成為國際一流的科學中心。

另外，國家重大科技基礎設施落戶廣東，希望廣東能充分利用“近水樓台”的優勢，加大支持依托設施開展相關科學研究，産出更多高水平研究成果。我們希望廣東省和東莞市對散裂中子源二期工程建設繼續給予大力的支持。

——中科院院士、中國散裂中子源工程總指揮陳和生

省科技進步獎特等獎是省級科技進步獎的最高獎項，含金量高。散裂中子源項目榮獲該獎直接反映了東莞科技創新能力和學術研究水平，為東莞推進科技創新和先進制造引領高質量發展作出了表率，樹立了标杆。該項目的獲獎，能更好地擦亮散裂中子源作為科研利器的品牌，吸引更多國内外科研工作者來東莞進行科研交流，推動相關的科研平台落戶東莞，助力部分科研成果在東莞落地轉化，為東莞産業升級尤其是材料領域賦能，為東莞推進科技創新和先進制造引領高質量發展提供有力的科技創新支撐。

東莞提出在“十四五”期間，實現國家科技獎“0”的突破。接下來，我們要加強對近年省科技獎獲得項目及其他同等水平項目的培育，推動符合條件的項目申報國家科技獎。同時重點關注散裂中子源、松山湖材料實驗室等大科學裝置平台、省級實驗室以及東莞大型龍頭企業，挖掘其科技創新成果，提前為申報國家科技獎做好項目儲備。

——東莞市科學技術局黨組成員、副局長鐘靖平

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