参与完成国家重大科技基础设施-中国散裂中子源项目

2019

时间:2021-12-31浏览:167

核探测与核电子学国家重点实验室团队在参与中国散裂中子源(CSNS)建设过程中,负责三台中子谱仪的研制,设计并完成了从探测器、电子学、数据获取到实验控制的完整系统。主持白光中子实验装置的研制,完成了时间投影室和全部公用电子学及数据获取系统。针对CSNS的需求,面向国际先进技术指标,逐步实现具有自主知识产权的先进中子探测器国产化,摆脱对国外技术依赖,取得了关键的阶段性成果。

受国家发展和改革委员会委托,2018823中科院组织召开了国家重大科技基础设施散裂中子源项目国家验收会议。该会议的验收意见认为:“中国科学院高能物理研究所按期高质量地完成了国内首台散裂中子源的建设任务,各项指标均达到或优于批复的验收指标。装置整体设计先进,研制设备质量精良,靶站最高中子效率和三台谱仪综合性能达到国际先进水平。通过自主创新和集成创新,建设单位在加速器、靶站、谱仪方面取得了一系列重大技术成果。”并在创新成果中重点提到:“自主研发了大面积波移光纤闪烁体中子探测器和电子学系统的高性能专用集成电路(ASIC),成功应用于通用粉末衍射仪;探测器实现了4x4mm2的高空间分辨率,达到目前国际同类探测器的最好水平。”

2018年秋天正式运行以来,三台谱仪系统进入全面的开放共享,吸引了国内外大量的科研与工业用户开展中子散射实验研究,圆满完成年度开放运行任务。根据用户需求,三台谱仪完成既定的机器研究任务,增加了高低温、磁场、高压等多种样品环境,提供了更加丰富的实验条件,高效率、高质量完成用户课题150个,围绕科技前沿和国家重大需求,取得了多项成果,包括新型锂离子电池材料结构、斯格明子的拓扑磁性、自旋霍尔磁性薄膜、高强合金的纳米相、太阳能电池结构、芯片中子单粒子效应等,同时也开展了航空材料、可燃冰、页岩、催化剂等初步研究。目前已有10篇用户实验成果论文发表或被接收。同时,基于CSNS的反角白光中子实验装置也全面开展了用户实验,在核数据测量等取得了重要实验成果。

 

用于GPPD的大面积闪烁体中子探测器

  

用于大面积闪烁体中子探测器的自研ASIC芯片

 

用于SANS的真空下大面积3He管阵列探测器

 

用于MR的高气压3He多丝正比室探测器

 

用于三台谱仪的飞行时间成像GEM中子束流监测器

 

用于GPPD的高分辨中子成像探测器

 

CSNS实验全局控制软件框架