中科院物理研究所北京散裂中子源靶站谱仪工程中心介绍

　　较之光子或电子散射方法，中子散射技术在揭示物质微观结构及其动力学过程方面有其独到的优势。如中子极强的穿透性使得在多种极端条件下探测样品成为可能，并且易于检测大型工业部件；中子的固有磁矩是揭示材料微观磁结构和磁涨落的强有力手段；中子波长与物质中原子间距相近，是度量物质微观结构最适合的标尺，其波长覆盖了从氢原子到生物大分子的宽广范围，相应的能量区间最适于研究这些物质中的各种相互作用和动态过程，从分子振动、晶格振动到电子跃迁；中子对轻元素和同位素十分敏感，对被测样品扰动小且无破坏性，因此是研究具有活性的生物样品的强有力手段，有利于研究微观结构的细微变化，等等。

　　中子散射技术所依赖的中子源有两种主要的实现途径，即基于反应堆的中子源和基于质子加速器的散裂中子源。前者通常是时间连续的，后者则是脉冲的。两者各有优点，在应用上具有互补性。比较而言，散裂中子源具有一些独特而优异的性能，主要包括：随着近年来强流质子加速器技术的发展，使获得较反应堆中子源高一到两个量级以上的有效中子通量成为可能，如束流功率达102-103kW，这也是世界各国着力发展和建造散裂中子源的最重要原因之一；可提供丰富的高能短波长中子，以保证高Q值、高能量转移的中子散射需求；可实现低本底中子散射数据的获取，信噪比大为提高；无需使用核原料，同时不产生强放射性核废料，等等。

　　高有效通量、宽波段、高信噪比、高效安全的散裂中子源使得中子散射技术的应用领域不断扩大，使过往很多无法涉足的研究领域得以开展，因此被国际上公认为新一代中子源。目前世界上运行的散裂中子源主要有日本的KENS、美国的IPNS和LANSCE、英国的ISIS，其中ISIS的有效中子通量最高，且超过ILL一个量级。而在建或计划建设的有美国的SNS、日本的J-PARC（JSNS）和中国的BSNS等，其中SNS和J-PARC的设计束流功率均超过1 MW，ISNS和BSNS为100 kW。另外，欧盟一直在朝建造10 MW级散裂中子源（ESS）的方向努力。总之，建造高性能散裂中子源已成为二十一世纪世界各主要经济体提高其科技竞争能力的重要步骤。