东莞“科”代表23|“国之重器”变身科学游乐园:散裂中子源开放日吸引近4000人现场探秘
东莞+ 2026-05-20 18:32:01

近日,央视《新闻联播》将镜头对准东莞松山湖科学城——中国散裂中子源第九届公众科学日在此拉开帷幕。这场以“赴科学之约,赋未来之翼”为主题的活动由东莞市科普专项资金资助,是中国科学院第二十二届公众科学节的组成部分。线下近4000名市民入场体验,线上直播观看人次突破12.3万。

走进“彩色乐高城堡”:给电池做CT,给文物做“透视”

作为我国首台、全球第四台脉冲型散裂中子源,这座被誉为“超级显微镜”的大科学装置,当天向公众大规模开放了靶站谱仪大厅等核心区域。

步入大厅,薄荷绿、天蓝、深紫等明艳色块交错的巨型混凝土块,仿佛一座童话版“乐高城堡”。据中国科学院高能物理研究所副研究员沈俊英介绍,这些“积木”实际上是用于屏蔽中子辐射的重型混凝土块,每种颜色代表一台功能各异的谱仪。在这里,质子束流被加速至0.92倍光速,轰击重金属靶,激发出向四面八方辐射的中子。

这些中子正悄悄改变我们的生活。例如,电动车锂电池为何有的续航扎实、有的几年就明显衰减?传统方法难以直接“看到”电池内部离子流动,而中子穿透力极强,科学家用它给电池“拍CT”,便可清晰捕捉离子从正极到负极的全过程,从而优化电池性能、延长寿命。

在文物保护领域,中子成像技术同样大显身手。一柄汉代书刀早已锈蚀,一尊铜鎏金佛像内部结构不明——传统取样可能造成损伤,而中子成像无需破坏文物,就能“看穿”内部材质分布与支撑结构。此外,中子对碳、氢、氧等轻元素尤为敏感,未来还可用于书画等有机文物的研究。

令人惊讶的是,操控这座“国之重器”的团队平均年龄不到40岁。园区内不仅有网球场、篮球场、足球场,科学家们还组建了乐队,写歌创作样样在行。

过去,国内科学家做中子散射实验常需远赴海外,在竞争激烈的国外装置上排队。如今,中国散裂中子源不仅自主建成多台谱仪,还与中山大学等高校合作。其中,中山大学出资约2亿元共同建设的高能非弹中子散射谱仪,已于去年底验收交付,今年正式向全球开放。预计到2029年,二期工程各谱仪将陆续建成出束,研究领域从物理、化学拓展到生命科学、新能源等更广阔的天地。

声音“画出”形状,气球悬浮空中:互动实验让科学“触手可及”

如果说靶站探秘是“硬核科普”,那么实验互动区则成了亲子家庭的“科学游乐园”。现场设置了9个沉浸式互动实验,每个展位前都排着长队。

在“声波画家”展台,孩子们轮流拉动琴弓,细沙在金属板上自动排列出对称的几何图案,欢呼声此起彼伏。从东城专程带孩子赶来的叶女士说:“声波原来可以这样玩,特别形象。以前只知道散裂中子源这个地方,今天才明白大气中存在许多中子,很多事物都受它影响。”

“御风而行”实验同样吸睛:一个五彩斑斓的气球圈在竖直风道中悬浮旋转,仿佛被施了魔法。这背后正是伯努利原理——飞机机翼升力的秘密也藏在这股“无形之手”中。在“声波成像仪”互动区,观众对着设备发声,墙上红外激光光斑瞬间从一点变成规律舒展的线条,宛如粒子运动轨迹。

来自寮步的高中化学教师梁先生看得格外认真:“声波震动成像非常直观,无论成人还是儿童都能看懂。我们每天发出声音,却从不知道声音的形状。”他表示,回去后想把这种趣味方式融入化学教学。

此外,“晶格的秘密”展台前,形状记忆合金在热水中瞬间恢复原形,科研人员讲解它在心脏支架、牙套等医疗领域的应用;“轨迹星图”云室中,宇宙射线的α粒子、β粒子在过饱和乙醇蒸汽里留下如“微观烟花”般的径迹……丰富的实验让抽象原理变得可触摸、可玩耍。

四场科普讲座:从“超级显微镜”到“细胞级手术刀”

活动当天还举行了四场科普讲座。中国科学院高能物理研究所研究员缪平以“中子衍射——能看到原子的超级显微镜”为题,分享了由他负责建设的高分辨中子衍射仪。这台世界分辨率最高的超高分辨中子衍射仪已于2025年1月通过验收,在Nature等顶刊上产出多项高水平成果。

何会海研究员带来“来自宇宙的粒子炮弹”,带领观众探索宇宙线的奥秘。东莞市肿瘤临床医学研究所办公室主任徐晓聚焦“硼中子俘获治疗——恶性肿瘤治疗中的‘细胞级手术刀’”,介绍精准治癌新技术的最新进展。中国科学院大学党委常委、副校长金德鹏则以“与顶尖科学家同行,在科技前沿筑梦未来”为题,分享国科大的人才培养理念。

从基础科研到民生应用,四场讲座全方位展现了大科学装置如何服务国家战略、点亮百姓生活。本次活动通过开放核心科研现场与沉浸式体验相结合的方式,拉近了前沿科技与普通大众的距离,也让公众对我国重大科技基础设施的发展与应用有了更直观、深入的认识。

(本栏目为东莞市科普专项资助项目)

文字:赵海霞 图片:受访单位供图 编辑:张东昌