中国散裂中子源“加速者”李晓：为大国重器造“引擎”

　　【编者按】

　　近日，广东省委办公厅、省政府办公厅发布《关于对推进粤港澳大湾区建设表现突出集体和个人给予表扬的通报》，对在推进粤港澳大湾区建设工作中表现突出的100个集体和100名个人给予通报表扬。为充分发挥典型模范示范引领作用，激励广大干部群众积极投身大湾区建设，南方日报、南方+客户端即日起推出“奋进大湾区 携手绘新篇”系列报道，全面展现湾区建设表现突出集体和个人的事迹风采，敬请垂注！

　　走进李晓的办公室，桌面上高高的一沓资料格外醒目。拿掉这些资料，办公室干净得“就像没用过一样”。

　　李晓是中国科学院高能物理研究所研究员，工作十多年，他的大多时间都在中国散裂中子源的实验室度过。其团队经过近10年持续攻关，从基础材料和基本工艺着手，在国产高功率高梯度磁合金加载腔的研制上取得重大成果，关键技术指标加速梯度较国际最高水平提升 56%。

中国科学院高能物理研究所研究员李晓。受访者供图

　　如果把中国散裂中子源比作科研界的“F1 方程式赛场”，那么磁合金加载腔就是赛车的引擎。李晓团队的突破，不仅扫清了中国散裂中子源二期功率提升至500千瓦的关键障碍，更为粒子治疗装置等民用领域开辟了新路径。

　　打破封锁实现 “领跑” 跨越

　　粒子加速器的高频技术是散裂中子源的核心支撑，其中高功率高梯度磁合金加载腔堪称 “心脏部件”。这项关键技术长期被国外严密封锁，成为我国散裂中子源发展的关键难题。

　　“年轻科技工作者就要敢啃硬骨头，挑战世界前沿。” 秉持这份信念，李晓带领团队开启了长达十年的攻坚之路。实验室的灯光常常彻夜通明，他将团队划分为多个攻坚小组，自己则化身“连轴转”的陀螺，扎根科研一线。

　　2021年9月，团队研制的磁合金加载腔完成高功率测试，加速梯度达到40.76kV/m，跻身国际先进水平；在此基础上，经过3000小时以上的稳定性验证，加速梯度进一步突破至50kV/m以上，并于2022年8月完成安装投入运行，标志着我国在该领域实现从“跟跑”到“领跑”的重大跨越。

　　更令人振奋的是，这项成果实现了全链条 “中国造”。团队自主研发铁基纳米晶合金，突破国外高绝缘涂层专利壁垒，构建起自主可控的技术体系。

　　“散裂中子源的建设离不开完善的工业体系支撑。”李晓回忆，曾急需一种特殊模具，松山湖周边厂家连夜开模，次日便送达样品，“这种产学研协同的快速响应，是我们突破封锁的重要底气”。

　　如今，随着中国散裂中子源二期工程启动，这项技术已扫清二期功率提升至500千瓦的关键障碍，为工程推进注入强劲动力。

　　推动国之重器在民用领域“大展身手”

　　“众多高校、科研单位、企业及国家重大项目，对散裂中子源有着迫切需求，许多关键问题只能在这里找到答案。” 李晓介绍，作为国之重器，中国散裂中子源正成为推动制造产业转型升级的 “科研引擎”。

　　截至目前，其累计注册用户超9000人，其中1/4来自粤港澳大湾区，已完成2200多项用户实验课题，在航空航天、高铁船舶、新能源、量子材料等重点领域斩获一批重要成果。

　　在新能源汽车产业迅猛发展的当下，锂电池的性能与安全性备受关注，如何高效无损检测其内部结构及反应机理，成为行业痛点。中国散裂中子源的能量分辨中子成像谱仪（ERNI）给出了“中国方案”——它能精确测量电池在不同电化学反应阶段、循环寿命及服役工况下的反应机理和不均匀程度，为企业优化设计、提升性能提供关键数据支撑。

　　依托这一技术，科研人员首次发现锂电池充放电过程中碳锂化合物的不均匀现象，为性能改进奠定基础。“在粤港澳大湾区新能源产业快速发展的背景下，散裂中子源的无损检测技术展现出极高应用价值。”李晓说。

　　未来，ERNI将进一步拓展应用场景，在新能源、新材料、高端装备制造领域发挥核心作用，同时赋能文化遗产考古、植物生理学、地质深海等特色研究领域。

　　“为大国重器工作，这种机会并不多。每一次取得新突破，都能让我感到兴奋。”李晓直言，随着粒子加速的高频技术不断取得新突破，大国重器将有望越来越多在民用领域“大展身手”。

　　（采写 韦基礼 统筹 黄应来）