中国先进研究堆实验平台面向全球开放

不久前，中核集团原子能院宣布，他们研制的科学大装置中国先进研究堆实验平台全面对外开放，向全世界征集实验需求。先进研究堆是利用核反应堆产生的中子来做科学研究的。到目前为止，该平台已经收到了四十多个申请，项目涉及航空航天、材料、石油等科技前沿领域。先进研究堆能用来做哪些研究呢？

记者来到位于北京房山的先进研究堆这一天，正赶上研究堆开堆运行。进入正在运行的反应堆会不会受到辐射？在物理实验大厅，记者现场测量后发现，辐射量始终维持在0.6微西弗以下。按照这个数据，工作1400天的辐射剂量，相当于去医院做一次CT检查。

这里正在进行的研究有航空发动机叶片、高铁的车轮检测，甚至还有西汉的文物。

中核集团首席专家 陈东风：咱们国家这个堆，可能还要面向国家重大需求，解决我们国家的核工业、航天、航空和能源、交通领域的一些问题。

不同于核电站利用反应堆来发电，先进研究堆，是利用核反应堆产生的中子专门来做科学研究。

中核集团原子能院研究员 郝丽杰：中子穿透性非常强，它就犹如孙悟空的火眼金睛，可以透过金属材料、非常厚重的材料去看见内部的缺陷，这些都是其他射线难以做到的。

先进研究堆于2010年建成。去年，中核集团原子能院对它进行了改造提升，以便全面开放以后更好地服务用户。

中核集团原子能院党委书记 薛小刚：我们今年的目标是要运行100天以上，在2024年我们力争运行在200到250天以上。欢迎国际朋友，到我们平台上来做科研工作，共同开创一些新的领域。

服务国家重大工程 助力高质量发展

到目前为止，该平台已经收到了四十多个申请，项目涉及航空航天、材料、石油等科技前沿领域。而在先进研究堆建成后的13年中，已经面向国内50多家科研院所和大学进行了有限的开放。它的主要技术指标中子通量是亚洲第一，世界排名第三。中子通量越大，在实验中检测速度就越快，对检验的物品也会看得更清楚。这13年中，中子的“火眼金睛”看到了什么？又解决了什么问题呢？

这个高铁车轮已经跑了100万公里。但是在运行过程中，残余应力会导致金属疲劳、车轮破损。研究车轮残余应力，过去常用切割法和X射线检测。通过切割对车轮进行解剖，获取局部残余应力水平。但车轮破坏后就不能用了。X射线检测，只能对表面薄薄的微米层残余应力进行测试。而利用反应堆的中子，可以提前发现车轮的金属疲劳，预防安全事故。

中核集团原子能院高级工程师 李玉庆：我们可以不用破坏整个轮子，然后测到深度大概40毫米距离的深部的应力的分布。中子最大的特点就是无损检测。

通过中子检测，原子能院团队在国内首次完成了国产高铁车轮残余应力实验。这次，获取到了关系高铁运行安全、性能评价的关键数据。

中国工程院院士 王海舟：信息采集完以后，对于高铁车轮服役状况的预测、对于将来延长使用寿命都有很好的作用。对车轮将来结构的设计，以及车轮的整个成分组织结构的改进都会有很好的作用。

面向未来，先进研究堆在科技前沿领域还大有可为。因为中子射线对蛋白质几乎没有损伤，科学家们正在利用中子，研发一种治疗手足口病的药物。此外，中子还在新材料领域大显身手。借助中子，科研人员能看清粉末状的电池材料内部的原子是如何分布的，通过研究来改善钠离子电池的续航和快充性能。

中国科学院院士 张焕乔：我们国家投资了10亿人民币建造了这个高中子通量的先进反应堆，同时又在反应堆上投资了5亿多人民币，建成了15台先进中子谱仪。这个装置在国际上应该说是具有很强竞争能力的中子科学平台，所以应该得到充分的应用。我相信这些谱仪的利用能够在多学科取得巨大的成就。

中子“拍照”后形成玫瑰花影像

一朵玫瑰花，很多人不陌生，而通过中子的“火眼金睛”，我们看到的可能是不一样的花朵。

中子“拍照”后形成的玫瑰花影像，能看到花瓣上细微分布的脉络，更深层次领略自然的神奇。正是因为中子有穿透性强的本领，它们也被用到更多的领域，比如给文物“拍照”，帮助专家精准修复文物。

中子成像助力文物修复

汉代，人们习惯于席地而坐，席子也是古人常用的生活用具。席子不仅容易卷边，起身时还会移动，因此席镇应运而生。北京大学考古文博学院在准备修复这个文物时，就遇到了难题。文物被这些含铜的腐蚀物覆盖了，看不出它本来的样子。于是，他们委托贺林峰团队对席镇进行中子成像。

北京大学考古文博学院副教授 胡钢：当时的制作工艺是怎么样一个过程，我们特别想知道。我们在保护修复过程中，每一个细微的环节，如果操作不当，有可能把它的信息给破坏或者改变。

中子成像后，贺林峰团队通过影像学，去除了表面的腐蚀层，这件2000多年前的文物露出了它原本的面貌。镀银的纹饰、羽毛的纹路、动物的造型栩栩如生。

北京大学考古文博学院副教授 胡钢：中子成像的结果明确显示，下面应该是用了某一些胶结材料把它进行有效的固定，这个很有意义，在保护修复当中我们就可以更好注意。从科技价值认识来说，我们能够更好地把这件器物的制作工艺呈现出来。

下一步，北京大学考古文博学院还将利用先进研究堆，对“南海一号”沉船上的铁器、陶瓷碎片进行中子成像，找出这些在海洋底下浸泡了800多年的铁器、瓷器内部的锈蚀点，以利于更好地修复文物。

中核集团原子能院研究员 贺林峰：我们每天都可以碰到不同的用户，会讲他们不同的科研故事，这个对我们来说是一个非常兴奋、非常有意思的事。实际上每一个对象对我们来说都是一个盲盒，永远不知道有什么新的发现。