中子成像

2023年7月10日至11日，广东省科技厅在中国散裂中子源园区组织召开了“能量分辨中子成像谱仪”项目技术测试和验收会，张统一院士担任验收组组长。验收组专家来自香港科技大学(广州)、中国科学技术大学、中国科学院上海高等研究院、中国航发北京航空材料研究院、华南理工大学、厦门大学、故宫博物院等单位。验收组一致认为：本项目建成的能量分辨中子成像谱仪具有束流通量高、成像视场大、空间分辨率和波长分辨率高等优势，在高能量分辨布拉格边中子成像、中子成像与衍射信息融合、多尺度、多维度、多模态中子无损成像等技术上实现了突破。该项目建成了我国首台高分辨成像与中子衍射结合的中子成像谱仪，可广泛服务于新能源、先进材料、先进制造、基础科学前沿、文化遗产等领域的需求，具有广阔的应用前景。验收组一致同意该项目通过验收。 　　能量分辨中子成像谱仪是广东省科技厅出资支持建设的中国散裂中子源中子谱仪，于2019年11月启动建设，经过高质量的设计、研制、安装与设备调试，2023年1月5日成功出束，经过紧张的束流调试和测试，达到了项目任务书所列各项设计指标，优于验收指标。能量分辨中子成像谱仪的建成和后续开放运行将在服务国家发展战略需求和粤港澳大湾区的科技发展与产业升级等方面发挥重要作用。

table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" tbody tr td width=" 78" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 543" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 强流加速器中子源及中子成像装置 /strong /p /td /tr tr td width=" 85" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 543" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 北京大学 /p /td /tr tr td width=" 85" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 175" p style=" line-height: 1.75em " 陆元荣 /p /td td width=" 161" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 187" p style=" line-height: 1.75em " yrlu@pku.edu.cn /p /td /tr tr td width=" 85" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 541" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " □正在研发 & nbsp √ 已有样机 & nbsp & nbsp □通过小试 & nbsp □通过中试 & nbsp & nbsp □可以量产 /p /td /tr tr td width=" 85" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 541" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □技术转让 & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp √技术入股 & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp □合作开发 & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp □其他 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介： /strong /p p style=" line-height: 1.75em " /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/a8dfeb59-a7d2-459d-8957-49f9209e48e3.jpg" title=" 1.jpg" width=" 400" height=" 263" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 263px " / span style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp /span /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp 该项目采用电子回旋共振离子源提供待加速的离子束流，利用国际先进的射频四极场加速器将带点离子加速到每核子1MeV的动能，用其轰击铍靶，产生10^12的中子束流，经过慢化后对被测物体进行探测研究。该中子成像装置可用于航空航天火工品检测，航空发动机叶片检测，复合材料无损检测等，成像物体尺寸约200*200平方毫米，成像分辨率达几个微米。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 该中子成像装置可用于航空航天火工品检测，航空发动机叶片检测，复合材料无损检测，核反应堆用核燃料棒的检测。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 该设备应用广泛，系列升级产品可用于硼中子俘获治癌、放射性同位素生产、塑性炸药检测以及毒品检测等，市场效益和社会效益显著。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 多项加速器及其相关技术已经申请专利，具有核心技术产权。 /p /td /tr /tbody /table p br/ /p

1月5日下午，中国散裂中子源（CSNS）能量分辨中子成像谱仪（ERNI）成功出束。初步调试测试显示，实现了大视场中子成像和布拉格边中子成像，成像空间分辨率优于25μm，布拉格边中子成像透射谱的最佳波长分辨率优于0.4%，表明谱仪设备研制与安装的成功。ERNI由广东省科学技术厅资助，是国内唯一的高分辨成像与衍射相结合的中子成像谱仪，2019年11月开始建设。能量分辨中子成像谱仪项目组、中子科学部各相关专业组和高能所东莞研究部相关部门通力协作，克服疫情影响，攻克了中子导管在线直接准直方法、多种成像模式耦合、高空间分辨和高时间分辨中子探测等创新关键技术，谱仪设计、研制、安装与调试顺利实施。中子成像与X射线成像互补，并具有深穿透、轻元素灵敏等独特的优势，ERNI可探测材料和器件内部数厘米深处的结构信息，具备多种表征手段：常规中子照相和中子CT可提供试样内部的缺陷、孔洞、裂纹等信息；布拉格边中子成像和中子衍射可获得材料内部晶体结构、磁结构和应力应变的二维/三维空间分布；中子光栅成像可对材料内部的磁畴结构进行3D可视化。ERNI将服务于国家发展战略需求和粤港澳大湾区的科技发展与产业升级，在新能源、新材料、高端装备制造等领域的材料和器/部件的研发与设计、加工制造、运行与服役性能评价等研究与应用中发挥重要作用，同时将应用于文化遗产和考古、植物生理学、地质、深海等特色研究领域。图（1）100mmx100mm试样的中子成像图图（2）分辨率测试板的中子成像图图（3）轧制304L不锈钢钢板的布拉格边透射谱

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近日，由中国科学院高能物理研究所研究员梁天骄、上海交通大学物理与天文学院教授陈黎明、中科院物理研究所研究员吴令安组成的研究团队，探索出用于真实物体的单像素中子成像新方法。该方法通过深硅刻蚀和填充高中子吸收截面粉末的方式制作出中子调制器件，使中子束穿过调制器件后在空间上的分布具有预设置的涨落；照射在成像对象上，利用不具有空间分辨能力的单像素探测器收集信号；将该信号和预设置的调制图案通过强度关联还原出成像物体的像，空间分辨率达到100微米。此外，研究人员还结合飞行时间成像模式，使成像的波长（能量）分辨率可达0.4%（@1埃），且每帧图案仅需1000左右的中子计数。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 上述实验在中国散裂中子源20号束线完成，与现有中子透射成像相比，该方法成本低、装置简单，不仅适用于较低强度的紧凑型中子源，而且在上述两方面更加适用于诸如可移动式的激光驱动脉冲中子源，在工业应用、材料科学和生物学上将具有应用前景。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中子成像利用中子的高穿透性和对轻元素灵敏等特性，在无损检测中具有意义。随着中国散裂中子源、中国先进研究堆等大科学装置的建成，中子成像有望在我国众多领域的研究与应用中发挥重要作用。但大型中子源机时紧张且不具有移动性，限制了其应用。然而，对于紧凑型中子源，其强度又难以在可接受的时间范围内使用传统中子成像的方法得到高空间分辨的二维图像。此外，利用散裂中子源的脉冲时间特征，时间飞行（time-of-flight，ToF）成像模式可进行波长分辨，这对中子源强度提出更高要求，紧凑型中子源更不具备该能力。因此，独创一种利用较低强度、可移动式的脉冲中子源进行空间和时间分辨成像方法，成为中子成像实际应用的关键。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 单像素成像技术通过使用无空间分辨能力的探测器进行物理信号的采样，需要将大量在空间上进行调制的不同波场，按时间顺序投射到目标物体以获取空间分辨，进而重建出高空间分辨率的图像。目前，该方法已在可见光和X射线波段实现。工业应用和生物医学等领域希望使用较弱的中子源以实现高质量的中子成像，由此而催生了单像素中子鬼成像技术需求。相关研究成果在线发表在Science Bulletin上，高能所曾智蓉和物理所博士生何雨航、黄祎祎为论文的共同第一作者。研究工作得到国家重点研发项目、国家自然科学基金项目、中科院战略性先导科技专项、民用空间项目和科学挑战计划项目的支持。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095927320306265" target=" _self" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 论文链接& nbsp /strong strong /strong /span /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/083c1229-a585-4fe6-9b4e-1250f55d206a.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图1.中子单像素成像实验方案。插图是三维光学显微镜记录的典型调制模式 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/f90e753d-f47c-4338-982d-13db618ff702.jpg" title=" 图2.jpg" alt=" 图2.jpg" / /p p br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图2.归一化桶探测器信号和重建图像。（a）桶探测器记录的每一帧中子束线强度 上图为束线波动，下面两个线分别为加了字母N和条纹的束线强度；（b）物体N；（c）、（d）常规GI和卷积神经网络（CNN）分别从1024次采样中获取的物体N和图像。（e）条纹物体；（f）、（g）常规GI和CNN分别从512次采样中获取的条纹图像 /p p br/ /p

成果名称 强流D+ RFQ加速器中子成像装置的性能改进研究 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 中子成像（Neutron Imaging）与X射线成像类似，是一种射线无损检测技术。中子成像技术包括中子源技术、中子输运技术、中子探测技术、成像与图像处理技术等。中子成像技术在航天航空、国防建设、国家安全、材料能源、生命科学等领域有广泛应用，在发达国家已经成为标准的无损检测手段。其中，热中子与氢、硼等轻元素，以及和钆等特定元素的反应截面很大，故热中子成像特别适合于金属包裹的轻物质或特定元素标记工件的无损检测，热中子成像已经成为航天火工品无可替代的无损检测手段。 2012年，北京大学物理学院陆元荣教授申请的&ldquo 强流D+ RFQ加速器中子成像装置的性能改进研究&rdquo 项目获得第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。该项目旨在课题组已有的RFQ中子成像装置的基础上，进一步完善北京大学RFQ中子成像装置的性能指标。在项目资金的大力支持下，课题组购置并加工了重要配件，并对关键技术问题进行了攻关，开展了卓有成效的研究。其主要工作包括：（1）改善RFQ的注入束流品质与流强；（2）解决离子源及其低能输运线部分电源的故障率较高的问题；（3）针对中子实验大厅地基塌陷的问题,重新调整RFQ中子成像装置的束线的机械准直；（4）进一步改善调谐板与RFQ电极支撑板的高频接触性能, 减少高频损耗。通过以上工作，仪器的改进工作顺利完成，其中RFQ加速器的运行占空比从目前的4% 提高到10%，成果成功通过项目验收。仪器的改进工作顺利完成，其中RFQ加速器的运行占空比从目前的4% 提高到10%。 应用前景：此项研究已有多项专利和论证发表，其成果正在军口应用（航空航天关键部件检测，先进武器关键部件中子成像）和先进材料无损检测领域进行推广，应用前景良好。

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近日，中科院高能所李玉锋研究员团队，以硒超富集植物-堇叶碎米荠（Cardamine violifolia）单粒种子为研究对象，借助北京同步辐射装置X射线荧光微分析实验站硬件和软件功能升级契机，发展了基于同步辐射X射线荧光二维/三维成像技术（SRXRF）、X射线吸收谱技术、二维质谱成像技术（MALDI-MSI）及微区计算机断层扫描（micro-CT）等技术的空间金属组学（spatial metallomics）研究框架，实现了堇叶碎米荠单粒种子中有机硒和无机硒的原位二维/三维研究，首次发现堇叶碎米荠种皮中存在甲基硒代化合物，加深了对堇叶碎米荠富硒机制的理解，并以Spatial metallomics reveals preferable accumulation of methylated selenium in a single seed of the hyperaccumulator Cardamine violifolia为题发表于 Journal of Agricultural and Food Chemistry（影响因子/JCR分区：5.895/Q1）。该研究工作得到岛津中国创新中心的实验支持。图1 Journal of Agricultural and Food Chemistry原文背景介绍硒(Se)是动物和人类必需的元素。它是硒蛋白和硒酶的重要组成部分，硒缺乏会增加各种神经、内分泌和癌症风险，更严重的是，会导致器官衰竭和死亡。世界卫生组织(WHO)和美国农业部建议成人每日膳食硒摄入量为55 ~ 200 μg。然而，在一些地区，人们的日摄入量明显低于推荐剂量(仅26 μg/天)，因此，探索富硒膳食补充剂来改善人们日常硒的摄入是很有必要的。图2 堇叶碎米荠硒在植物生长周期内无法被消耗，一些百合科、十字花科和豆科植物可累积高达几千毫克/公斤的硒元素。原产于中国湖北省恩施市的堇叶碎米荠（Cardamine violifolia）已被证明是硒的超富集植物，已用作膳食补硒剂原料。&bull 单粒种子中硒的原位空间分布和形态分布堇叶碎米荠对于硒元素的耐受性和超积累的机制主要包括:(1)钙蛋白和富半胱氨酸激酶的表达下调和硒结合蛋白的表达上调 (2)体内解毒硒的泛素基因或蛋白的表达 (3) 堇叶碎米荠硒的特定代谢途径。研究发现堇叶碎米荠可以通过硫酸盐转运体和各种S/Se代谢酶来积累硒元素。而堇叶碎米荠中硒元素的主要存在形态为硒代半胱氨酸（SeCys），硒代蛋氨酸（SeMet），硒代羊毛硫氨酸，甲基硒代半胱氨酸（MeSeCys），甲基硒代蛋氨酸（MeSeMet），二甲基硒醚（DMSe）和二甲基二硒醚（DMDSe）等。图3 通过SRXRF和MALDI-MSI研究硒在单粒种子中的原位空间分布和形态研究结果表明，一方面SRXRF结果显示硒元素在整个种子中都有分布，子叶中硒含量相对高于外胚层/种皮；另一方面MALDI-MSI结果显示DMSe (m/z 107.970)、MeSeCys (m/z 184.019)和MeSeMet (m/z 212.983)主要存在于种子外胚层。硒植物毒性的一个突出原因被认为是硒氨基酸(如SeCys)错掺入蛋白质。已有研究表明，甲基化SeCys形成MeSeCys是Se超富集物的一个关键耐受机制之一， 这大大减少了非特异性取代蛋白质中的Cys的SeCys的数量。本研究中MeSeCys的发现证实了这也是堇叶碎米荠的Se耐受的重要机制之一。质谱成像MALDI-MSI方法本研究中的质谱成像部分使用岛津iMScope QT (Shimadzu, Kyoto, Japan)进行。MALDI-MSI在光学显微镜的帮助下确定所需的采集区域，用激光二极管激发的掺钕钇铝石榴石(Nd/YAG)激光(355 nm)照射种子组织切片。激光直径为40 μm，扫描步长为80 μm。对每个像素进行100次激光照射(1000 Hz重复频率)。所有数据均在正负模式下分别采集，采集范围分别为m/z 100 ~ 500和m/z 500 ~ 1000。利用IMAGEREVEAL MS分析软件对所采集的数据进行图像分析，最终得到显示多种形态硒的具体分布。图4 岛津新一代成像质谱显微镜——iMScope QT本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

记者从中国科学院获悉，2022年12月29日下午，中国散裂中子源（CSNS）工程材料中子衍射谱仪成功出束，开始带束调试，标志着谱仪设备研制与安装的成功。工程材料中子衍射谱仪是散裂中子源科学中心与东莞材料基因高等理工研究院共同建设的国内唯一的飞行时间工程材料谱仪，也是中国散裂中子源继多物理谱仪和大气中子辐照谱仪后完成建设的第三台合作谱仪。为确保工程材料中子衍射谱仪的建设，工程材料中子衍射谱仪项目组、中子科学部相关专业组、散裂中子源科学中心与东莞材料基因高等理工研究院相关部门克服众多重大技术挑战和疫情的影响，保证了谱仪设计、研制、安装与调试的顺利进行。工程材料中子衍射谱仪具备应变、应力、织构和布拉格边透射成像等功能，尤其适合大型、复杂工程结构件的应力测量分析，能实现原位拉压力学加载和高低温加载，以及长周期疲劳加载等模拟服役条件的多种不同研究条件的需求。工程材料中子衍射谱仪将为众多领域国家重大需求的新型材料研发、关键装备无损检测、服役寿命管理等提供不可替代的研究手段，为解决我国在材料与装备制造高技术领域的一些重大科学问题，提供关键技术支撑。

2022年12月29日下午，中国散裂中子源（CSNS）工程材料中子衍射谱仪成功出束，开始带束调试，标志着谱仪设备研制与安装的成功。工程材料中子衍射谱仪是散裂中子源科学中心与东莞材料基因高等理工研究院共同建设的国内唯一的飞行时间工程材料谱仪，也是CSNS继多物理谱仪和大气中子辐照谱仪后完成建设的第三台合作谱仪。为确保工程材料中子衍射谱仪的建设，工程材料中子衍射谱仪项目组、中子科学部相关专业组、散裂中子源科学中心与东莞材料基因高等理工研究院相关部门和衷共济，克服众多重大技术挑战，克服谱仪建设期间多次疫情的影响，保证了谱仪设计、研制、安装与调试的顺利进行。工程材料中子衍射谱仪具备应变、应力、织构和布拉格边透射成像等功能，尤其适合大型、复杂工程结构件的应力测量分析，能实现原位拉压力学加载和高低温加载，以及长周期疲劳加载等模拟服役条件的多种不同研究条件的需求。工程材料中子衍射谱仪将为众多领域国家重大需求的新型材料研发、关键装备无损检测、服役寿命管理等提供不可替代的研究手段，为解决我国在材料与装备制造高技术领域的一些重大科学问题，提供关键技术支撑。

热烈祝贺中国散裂中子源微小角中子散射谱仪通过验收NEWS 近日，经过来自华南理工大学、中国科学院长春应用化学所、中国科学院上海高研院、中国原子能科学研究院、香港城市大学等单位的验收组专家的一致同意，世界首台基于散裂中子源的微小角中子散射谱仪项目顺利通过了验收。图片来源于https://ihep.cas.cn/xwdt2022/gnxw/hotnews/2023/202307/t20230717_6810784.html重要意义 微小角中子散射谱仪将应用于关系国计民生的重大前沿科学问题攻关，为粤港澳大湾区和我国的相关产业技术升级提供先进的研究支撑平台。解决方案 中国散裂中子源的科研工作者在能量分辨中子成像谱仪上开发了小角中子散射和小角X射线散射（SAXS）的联用方法学。 其中，由Xenocs公司提供的Nano-inXider作为重要基础硬件，根据科研工作者对联用SAXS技术参数和相关结构的要求，Xenocs公司的专业SAXS工程师在标准版Nano-inXider做出了以下改造：针对面向线站轨道及中子真空管道的物理结构，对Nano-inXider进行了整体框架及底部轨道的重新设计及改造；为了更好地使用联用方法学对样品进行测试，Xenocs团队同时对样品腔及样品台进行了联用改造，考虑到固体样品、粉末样品及液体样品等不同形态下的测试需求，满足了实时原位同步采集中子散射及X射线散射结果的要求；另外为了最大提升Nano-inXider的测试效率，对其进行了联用模式和离线模式的不同适配。在联用模式下，通过电子学器件的联动，使其可与中子谱仪实现安全联锁联控，并通过软件的控制实现联用模式测试结果的一键触发及同步采集。硬件部分- 整体框架- 底部轨道- 样品台- 样品腔软件、电子学部分- 安全联锁- 测试模块 Nano-inXider因其简单易用的特点，以及智能化、集成化的设计使其适用于各种实验室环境。Xenocs致力于为客户提供全方位、专业化、实时且周到的服务，满足您多样化的需求。

图 中子散射科研平台核心、2012年通过国家验收的我国科学实验用反应堆&ldquo 中国绵阳研究堆&rdquo 首次揭开面纱。 　　科技日报绵阳11月5日电 记者5日从中国工程物理研究院(简称中物院)获悉，我国首个中子散射科研平台日前已在该院核物理与化学研究所完成建设并投入运行。利用我国科学实验用反应堆&ldquo 中国绵阳研究堆&rdquo 提供稳定中子束的该平台，目前已&ldquo 搭载&rdquo 国内首个中子应力分析谱仪等9台达到国际水平的中子散射和中子成像装置。这也标志着我国在探索科学的&ldquo 微观世界&rdquo 方面又多了一个先进的技术手段。 　　中子散射科研平台就像&ldquo 超级显微镜&rdquo ，是材料科学、生命科学、环境科学和能源科学等领域研究物质结构、动力学性质的重要实验研究装置，是国家科技综合实力的体现。与正在建设的&ldquo 中国散裂中子源&rdquo 不同，中物院中子散射科研平台依托的是反应堆中子源，由2012年6月通过国家验收的&ldquo 中国绵阳研究堆&rdquo 提供稳定冷中子、热中子束进行中子散射研究。 　　中物院中子技术团队于2002年从&ldquo 零&rdquo 起步、克服重重困难启动中子散射和中子成像等平台建设攻关，先后完成了国际先进的中子应力分析平台，国内首个高压原位中子衍射分析平台、极化中子反射谱仪、冷中子非弹性散射装置、热中子、冷中子三维成像装置等建设，总体性能指标达到国际先进水平。中物院核物理与化学研究所中子散射技术与应用研究室主任孙光爱介绍说，在高压、高低温中子衍射谱仪建设中，团队自主研制了&ldquo 原位中子衍射对顶砧高压装置&rdquo ，突破了高压中子衍射实验样品精确定位关键技术，可实现压力从常压到大于10GPa，解决了用于原位子中子衍射的大腔体静高压加载和系统集成技术难题。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2018年7月13日下午，2018中国材料大会(CMRS)各分会场会议交流拉开帷幕。本次大会共设35个分会场，仪器信息网编辑走入E02.材料表征与评价分会场，为读者带来分会场中引起观众热烈关注的一场报告的内容报道。中国原子能科学研究院核物理研究所的副研究员韩松柏带来的报告《中国先进研究堆中子照相技术应用》。报告中全面介绍了中国先进研究堆中子照相技术的应用技术和产品，如储氢材料、锂电材料的研究者们想要获取材料内部变化的图像信息，就可以利用中子照相技术。此外，报告中特别展示了放射性样品间接中子CT研究最新进展。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/9609b937-08cd-4eb9-871c-1a71acbc434f.jpg" title=" 韩松柏.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 中国原子能科学研究院核物理研究所副研究员 韩松柏 /strong /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 世界第三的高通量中子源 /strong /span /p p 　　常见的X射线成像利用的是X射线与内层电子的相互作用。中子散射、中子成像这类应用，是因为中子具有自身特有的粒子性质。中子不带电荷，可与原子核相互作用，它的散射能力与原子序数没有关系，对于C、H、O、N等相对原子质量较轻的元素，利用中子成像可得到更清晰的图像信号，而这些元素对X射线而言是透明的。中子这具有不带电的特点，使其具有很强的穿透性，在实际测量金属材料的过程中具有很高的穿透深度。像高温、高压、磁场、电场这几类加载样品环境，可以采用许多不透光的金属作为窗口。在X射线，同步辐射均没有办法解决问题的时候，中子就体现出了它的优势。中子有磁矩，是一个真正的三维磁性结构。中子对临近原子、同位素具有一定的分辨能力。 /p p 　　技术的开展以及利用中子进行科学研究需要解决的首要问题是如何获取高通量的中子源。中国投资数十亿建成来开展中国原子能科学研究院的中国先进研究堆，位于北京市房山区。与通过使用质子轰击重金属靶来获取中子的中国散裂中子源不同，中国原子能科学技术研究院的中国先进研究堆采用裂变反应的方式来得到中子。目前，韩松柏开展中子照相实验的高通量中子源功率高达60MW，中子通量高，其规模目前排名亚洲第一、世界第三。堆芯发生裂变产生中子，从孔道穿出，向四面发散 由于中子源的建设成本很高，通过使用导管把中子引入到另一个大厅，可以损失很少的中子，以更好地利用每一个中子 中子的引出是为了建设更多的中子谱仪，目前中国先进研究堆已建成的谱仪有9台，在建的有5台。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 中子照相技术五大特点 /strong /span /p p 　　中子成像技术是随着X射线成像技术的进步而不断发展的。随着上世纪90年代数字相机的出现，有了数字成像技术 上世纪90年代中期，中子CT技术也发展了起来。中子照相的类别包括实时成像、共振成像。根据中子能量的不同，还可分为冷中子成像，快中子成像，超热中子成像，单波长中子成像等等。 /p p 　　中子照相是通过利用中子束穿过物体时在强度上的衰减变化，对被测物体进行透视成像，从而获取内部结构信息。中子源不能像X射线一样做成锥束，在实际应用中，中子发散束均被当做平行束进行处理。由于中子本身独特的性质，中子照相技术有五个特点： /p p 　　(1)深穿透性无损检测 /p p 　　(2)可观测磁场 /p p 　　(3)对轻元素敏感 /p p 　　(4)区分同位素 /p p 　　(5)可测试放射形样品。 /p p 　　因此，中子照相技术在某些应用领域独具优势，如：对于同一个金属外壳的炸弹样品，可见光只能观测到外表，X射线(150keV)无法看穿样品，Gamma射线(1.2MeV)能穿透但分辨率较差，中子(25MeV)不仅可以穿过样品，还可清晰观测到其中的炸药、电线、开关、计时器等部件。对于放射型样品，常规的X射线，胶片，包括成像板、相机都会出现很大的干扰，只有中子成像能够通过一定方法而把干扰去除。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 9大谱仪和12项应用研究全扫描 /span /strong /p p 　　中国原子能科学研究院的合作模式是与有中子成像测试需求的国际、国内科研单位合作，利用中国先进研究堆的中子源建设相应的中子谱仪和开展中子成像应用研究。目前，中国先进研究堆已建成谱仪9台，另有5台在建。同时，与12家单位开展了一些中子成像的相关应用研究。 /p p 　　粉末衍射谱仪目前有两台，一台是与中国科学院大学合作建设的高分辨粉末衍射谱仪，另一台是与北京大学合作建设的高强度粉末衍射谱仪，均由对应高校出资。该设备可以观测和分析材料相态的纯度。 /p p 　　中子残余应力谱仪是与瑞典乌普萨拉大学合作建设的，可以研究材料疲劳与失效行为，通过分析内部残余应力来解释材料失效原因，目前该设备承担了很多国家重大科研任务。 /p p 　　中子织构谱仪、四圆单晶谱仪、热中子三轴谱仪是从德国Jü lich国家研究中心引进，中子织构用于研究材料自由取向，四圆单晶用于测量单晶材料。从德国引进的热中子三轴谱仪有两台，目前是与中科院物理所合作，主要用于研究材料动力学，研究内容均为前沿基础理论的方向，如热电材料、超导材料等，这类研究成果通常发表在Nature，Science等刊物。 /p p 　　中子反射谱仪和中子小角谱仪，是同中科院化学所合建的，反射谱仪用于研究材料表面，以及薄膜材料，主要有液体表面及高分子薄膜 中子小角主要用于做纳米相。 /p p 　　韩松柏在中国先进研究堆开展实验主要使用的两台设备，一台是高分辨探测系统，做实时成像，分辨率能做到50~80μm 另一台是高速探测系统，实时成像速度可达100帧/秒，分辨率则相对较低。 /p p 　　在建的中子谱仪设备有5台。和人民大学合作建设冷中子三轴谱仪和冷中子光谱仪。现有一台中子残余应力谱仪已无法满足需求，和中南大学合作建设工程谱仪。这三台谱仪总值约两亿多元，受到国家自然科学基金委的重大仪器专项支持，预计明年建成并投入使用。 /p p 　　此外，在建的还有两台中子照相装置，以及利用中子开展中子活化分析的装置。活化分析主要用于痕量元素的无损分析，如空气PM2.5的来源：不同的C元素来源，同位素不同，可做一个标记物C14来进行研究。 /p p 　　中国原子能科学研究院还同中航工业北京航空材料研究院等12家单位合作开展了一些中子成像的相关应用研究。合作研究的内容有：航空发动机叶片脱芯测试，干电池与锂离子电池中子照相，商业锂离子电子CT成像，燃料电池吹扫实验，燃料电池低温启动，两相流快速中子照相实验，油渗沙4D测量，古生物化石CT，压力容器钢焊接，砂岩自发吸渗，混凝土裂缝毛细吸附，混凝土钢筋锈蚀中子CT测量。应用研究结果很好地体现了中子照相技术的特点和优势，如： /p p 　　航空发动机叶片脱芯测试—通过图像增强技术可以很可靠地观测到航空发动机叶片脱芯测试过程是否脱芯完全。 /p p 　　干电池与锂离子电池中子照相—可清晰地观测到干电池与锂离子电池在满电与耗尽时的内部结构和状态。 /p p 　　燃料电池低温启动—中子开展燃料电池的研究有一个优势，中子穿透能力强，对于含氢物质比较敏感 研究燃料电池低温启动的过程中，可以观察到过冷水、冰是怎么生成，分布，以及如何演化变化的过程。 /p p 　　压力容器钢焊接—利用能量选择中子成像研究压力容器钢焊接，可细致微观地研究结构相变、织构以及进行应力分析。 /p p 　　油渗沙4D测量，砂岩自发吸渗，混凝土裂缝毛细吸附—X射线无法观测水的运动过程，而中子成像可以观测到这些行为。 /p p 　　混凝土钢筋锈蚀中子CT测量—将混凝土钢筋放在配置好的一个腐蚀液里，每过一段时间进行一个检测，中子成像不但可以把钢筋的图层剥离出来，可以把铁锈的图层剥离出来，从而观测到腐蚀演化的进程。 /p p style=" text-align: center " strong style=" text-align: center " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 放射性样品间接中子CT研究进展 /span /strong /p p 　　放射型材料可以用中子照相进行检测，使用间接成像的方法。首先将中子束打在被测样品上，中间接一个金属转换屏，该金属屏只能被中子所活化，而不能被γ、α等粒子所活化 金属屏带了显像信息之后，送入暗室进行二次曝光，有胶片和IP(Image Plate)板两种成像形式。基本的流程是：转换屏与中子曝光→与胶片曝光之前的冷却→转换屏与胶片曝光→胶片的显影及成像分析→转换屏的冷却。 /p p 　　IP板是目前主流的一个技术，具有三点优势：数字化成像数据，方便数据处理与存储 更宽的曝光线性范围，可对不同实验条件下的成像数据进行对比分析 成像黑度值与曝光量为线性关系，利于进行精确的定量测量。 /p p 　　其研究团队利用国内首台核燃料元件中子照相测试平台，在反应堆功率10MW的条件下，对模拟核燃料元件进行了CT无损测试、2D中子成像、测量杂质尺寸，对三明治型结构管材进行了中子CT三维实验，对高管进行了高分辨CT成像等实验。 /p p 　　报告结束后，多名参会的老师和学生向韩松柏提问，韩松柏一一回答了他们的问题，并向广大对中子成像技术感兴趣的科研工作者作出邀请，欢迎他们来到原子能院的中子谱仪测试平台进行实验。 /p p 　　仪器信息网将对2018中国材料大会现场跟踪报道(详见专题报道： a href=" http://www.instrument.com.cn/zt/2018C-MRS" target=" _blank" title=" " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2018中国材料大会 /span /a )，欢迎关注CMRS后续精彩内容。 /p

记者11日从中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)获悉，该所建于广东东莞、被誉为“超级显微镜”的大科学装置——中国散裂中子源(CSNS)，其备受关注的二期工程可行性研究报告，近日已获得国家发展和改革委员会批复。中科院高能所表示，可行性研究报告获批，标志着中国散裂中子源二期工程项目前期立项工作取得关键性进展。目前，二期工程项目正在加快开展初步设计工作，争取尽早开工建设。中国散裂中子源二期工程项目主要建设11台中子谱仪和实验终端，提升加速器和靶站的束流功率。项目建成后，该大科学装置综合性能将达到国际先进水平，满足国家战略需求和世界科学前沿研究对高性能中子散射的要求，为高水平科技自立自强做出更多贡献，并进一步提升对粤港澳大湾区综合性国家科学中心的支撑能力。另据中科院高能所介绍，中国散裂中子源近期继2022年底通过2023年度运行计划评审、中国目前唯一的飞行时间工程材料谱仪——中国散裂中子源工程材料中子衍射谱仪成功出束之后，在2023年新年伊始，中国散裂中子源微小角中子散射谱仪、能量分辨中子成像谱仪成功出束。其中，微小角中子散射谱仪是国际首台飞行时间多狭缝微小角中子散射谱仪，也是中国散裂中子源第四台出束的合作谱仪，将应用于关系国计民生的重大前沿科学问题攻关，也将与中国散裂中子源已运行的小角散射谱仪互补，广泛应用于生物、医药、化学、材料、环境、物理等多学科领域研究，为粤港澳大湾区和中国相关产业技术升级提供先进的研究平台支撑。中国散裂中子源能量分辨中子成像谱仪的中子成像与X射线成像互补，并具有深穿透、轻元素灵敏等独特优势，将服务于国家发展战略需求和粤港澳大湾区的科技发展与产业升级，在新能源、新材料、高端装备制造等领域的材料和器/部件的研发与设计、加工制造、运行与服役性能评价等研究与应用中发挥重要作用，同时将应用于文化遗产和考古、植物生理学、地质、深海等特色研究领域。据了解，中国散裂中子源是继英国、美国和日本的散裂中子源之后，全世界第四台脉冲型散裂中子源，由中科院和广东省政府共同建设，项目总投资约23亿元人民币。中国散裂中子源工程于2011年10月奠基，2018年8月通过国家验收、9月底正式对中外用户开放。中国散裂中子源是各种高精尖设备组成的复杂整体，观测对象的尺度能达到分子和原子层级，设备国产化率超过90%。它包括一台直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站，以及一期若干台供科学实验用的中子散射谱仪。

上个世纪90年代，如今已成为中国科学院院士的吴宜灿曾拒绝国外研发机构的多次邀请，放弃优厚待遇回到祖国。2020年，如今已成为凤麟核集团科研骨干的宋婧、师雪艳和一群年纪相仿的志同道合者，放弃手里的“铁饭碗”。两代人，走了两条告别“舒适区”的相似道路。在两条道路的交点处，高分辨率智能中子照相机应际而生。“凭什么中国人就干不成”中子，是开启核能利用的“钥匙”，也是构成原子乃至整个物质世界的基本粒子。中子本身不带电荷，具有很强的穿透能力，可以有效解决其他检测技术无法开展大厚部件缺陷或杂质无损检测的难题，快速精准识别物质成分。另外，中子学软件是核科学技术的核心载体，是核系统设计创新、安全评价的重要工具。自主化中子学软件的缺乏，曾严重制约着我国核技术行业的发展。吴宜灿深知，发展先进中子学理论、实现我国中子学软件及中子技术自主化有多么紧迫。“外国人能干的事情，凭什么中国人就干不成？不仅要干，干的还要比国外好！”很快，吴宜灿回国启动了我国自主中子学软件及中子核心技术的研发。历经三十多年发展，中子技术领域研发团队研发出大型一体化核设计与安全评价系统，建成大型氘氚中子源HINEG，提出“核5G”概念，并研发“核电宝”等。到2020年，中子技术在国际上已经在无损检测领域逐渐形成了产业应用。中子光研究院（青岛）院长宋婧告诉《中国科学报》，世界主要的航空发动机生产商，如通用电气公司、普惠公司、霍尼韦尔公司等都建立了发动机叶片残芯中子照相检测的企业标准。而这一技术在国内还远远满足不了工业应用的需求。“当时，国内能够提供中子照相检测的反应堆仅有两座，且体积庞大，无法实现工业现场的检测应用。有限的机时，难以满足用户单位对中子照相技术日益增长的需求。”宋婧说。研制可以在工业现场应用的紧凑型中子照相装置，成为他们的新目标。“要么创新，要么灭亡”当师雪艳跟家人说自己要辞职去一个创新平台做中子照相事业时，家人的第一反应是反对，因为那时的她在体制内工作，手里捧着“铁饭碗”。但最终她还是提起行囊，远走他乡。这次出走，起源于一次在青岛召开的学术会议。会上，他们介绍了自己在中子技术等领域的前沿成果，30多年的研发实力和技术积累得到了当地政府人员的认可。报告中，他们说：“没有任何借口——要么创新，要么灭亡。”这句话打动了当地政府人员，双方详聊后发现彼此理念契合、视野并肩。很快，在当地政府的支持下，中子照相项目落户青岛。项目刚落地，团队成员积累了许久的创新热情像火山熔岩一般喷薄而出。师雪艳、宋婧和其他年轻人，全都火急火燎地赶赴青岛。当时配套的实验室还没装修好，平均年龄才30岁出头的团队就在没有完全建成的实验室里，开始了第一台中子照相产品样机的设计和研发。毛坯房里堆着建筑材料，门窗没来得及装，冬天里零下十多度，寒风从窗户洞里呼啸而过。但对于他们来说，环境带来的挑战还不是最难熬的。更大的挑战是设计方案面临着一些质疑。“很多人都感觉我们的步子迈得太大了。”已成为中子光研究院（青岛）副院长的师雪艳说完话锋一转，“但是我们有信心。”他们不是第一次听到质疑声，早在他们说要做大型强流氘氚中子源时，质疑声就出现过，但他们还是走到了同类在运行装置中的世界前列。要么创新，要么灭亡。紧凑型高分辨率中子照相机涉及物理、材料、电气、结构等多学科耦合，国内外几乎没有成熟的经验可供参考，任何一个没有突破的技术难题都可能成为致命打击。研发过程中，科研人员一边密集研讨、大胆设计，一边分析测试、小心求证。他们设计制作的部件有几百件，历经的测试有上千次。吴宜灿常常鼓励大家：“虽然积累和经验缺乏，但年轻也有年轻的优势，就是有初生牛犊不怕虎的激情，有不会被传统思想禁锢的创新的心态，敢于去挑战世界第一。”“那两年，我们不断创新，不断验证，不断在碰壁中找到新的方向。”师雪艳说。在简陋的实验室里，一体化紧凑型中子源、高效中子慢化准直、高保真中子图像处理等关键技术被各个击破，中子源小型化与高保真中子成像的设想一点点变成现实。“做有用的科研”师雪艳说，他们的争分夺秒逆流而上，为的不只是项目顺利验收，也不只是追求世界第一，而是满足用户的需求，“‘有用’才是我们的目标”。2021年底，中子照相机完成了组装。正当项目团队准备给它做最后的调试时，一家用户单位紧急找了过来，希望尽快检测一批产品。接到请求后，团队成员把研发的整个过程挨着捋了一遍，从每个部件的检测调试，到整个安装流程。最后，大家信心满满，决定接下这项任务。很快，实验室里摆满了用户单位寄来的、刚刚从生产线上下来的产品。中子照相机每个系统的负责人都来到实验室，两天两夜不眠不休地完成了所有产品的检测，并把中子照相无损检测报告提交给用户单位。让师雪艳感到自豪的是：“用户单位对被检产品进行了人工破坏性复检，复检结果与我们的检测结果完全一致，我们的检出率是100%。”就这样，他们完成了首台适用于工业现场应用的紧凑型高分辨率中子照相机产品的研制与首测。今年1月，在科技部认定的第三方科技成果评价机构组织的科技成果评价会上，院士专家组评价认为，该成果“具有自主知识产权，核心技术自主可控，成像质量达国际标准最高等级，实现了中子照相智能化，整体技术和指标达到国际领先水平”，“为解决我国亟需重大装备无损检测的难题做出重大贡献，经济社会效益显著，应用前景十分广阔”。

编者按：中国制造的痛点在于产业结构偏中低端，缺少高附加值的产业，产业结构向高端转变的关键就在于提高质量。中子无损检测在航空航天、国防、安检、新能源汽车电池很多领域都有着不可替代性，目前国内的中子照相检测新兴产业风口已经形成。目前我国工业的装备制造处在飞速发展与中低端向高端转型的重要阶段，在此过程中，确保产品的质量至关重要，而提升质量的核心是解决超精密检测能力问题。没有超精密检测，就不会有高质量的高端装备制造。我国现阶段须迫切完成的任务是，补齐精密检测能力，追平超精密检测能力，在完整精度检测阶段胜出。只有从根本上解决整体检测能力问题，才能从根本上解决高端装备制造质量问题。 中子照相检测赋能高端设备制造的“黑科技” 中子照相是一种高端先进的无损检测技术，跟已经应用和正在进行研究的70余种无损检测方法相比，中子具有穿透能力强、轻元素检测灵敏、成分识别准、抗干扰能力强的独特优势。一般情况下，普通金属原子与中子发生核反应的概率都比较小，而大多数轻材料是碳氢化合物，其中的氢原子对中子有较大的散射截面，从而使得中子的透射强度大为减弱，因此，当需要检测重金属内部轻质材料的分布状态时，中子照相可以达到比较高的灵敏度。由于中子在不同同位素或原子序数相近的核素材料中衰减系数不同，因此中子照相还具备区分同位素、检测原子序数相同或相近核素材料分布的能力。此外，中子照相采用对中子反应截面较大的转换屏来记录中子图像，可以消除杂乱射线的影响，实现干扰环境下的精确成像。因此，中子照相相比其他无损检测手段，具有不可替代的核心优势。在航空领域，航空发动机涡轮叶片是飞机的关键部件，单晶涡轮叶片是由腊模精密铸造而成，外壳为耐高温的镍基合金，但是在铸造过程中，里面的散热孔道可能还残留没有脱离干净的氧化铝型芯，导致散热孔道的堵塞，叶片无法正常散热会严重损害发动机的正常运转，不仅影响发动机性能，甚至还会引发严重事故。如果采用常规X射线等手段，只能识别出毫米级别残芯，会造成残芯漏检，无法确保叶片的质量，但利用中子照相进行检测，可以实现微米级别的残芯检出，大大提升涡轮叶片的缺陷检出率，保障了涡轮叶片的生产质量与飞机的飞行安全。在航天领域，导爆索是火箭发射的关键要素之一，导爆索的生产过程中可能出现空隙、压制不实，或在火药中混入铅粒或银粒，导致炸药分布不均匀，这些都会引起阻燃，从而影响导弹、火箭的正常发射。航天导爆索主要由含H、C、N、O的火药和Ag、Pb等包层构成，由于其材料复杂且结构特殊，使用X射线照相检测导爆索药柱的缝隙、断痕、密度分布等存在许多困难，然而利用中子照相可以较为容易的实现。因此，对火箭发射起爆器开展中子照相检测对于保障火箭安全发射至关重要，例如法国还特别规定，其阿丽娜火箭发射前，起爆器必须经过中子照相检测。我国中子照相技术落后“三十年”迎转机在国际上，中子照相已实际应用于飞机机翼、油箱、发动机、航天飞行器元件、火工品、电子线路、冶金部件、有机粘合件、核燃料组件等的无损检测和氢化物的检测，具有重要的应用价值，许多应用已经完全商业化。在美国，90%的航空发动机和零部件制造商都已将中子照相作为发动机生产的必需检测流程之一，并建立了相关的企业标准。世界最大的民用和军用飞机制造商美国波音公司（Boeing）和世界第二大飞机制造商美国军用飞机巨头洛克希德（Kockheed）、美国普拉特•惠特尼（Pratt & Whitney）在其产品生产过程中均要求必须使用中子照相无损检测进行发动机叶片质量检测。在加拿大，多伦多的Nray服务公司已经向全球40多家客户单位提供中子照相服务，客户包括全球大型企业、国防部门、科研院所以及高校。同样的，加拿大Precicast、加拿大Liburdi Engineering两大世界大型的航空发动机零部件制造商也使用中子照相进行产品质量检测。在欧洲，同样中子照相商业化应用主要为航空发动机制造过程中的无损检测，例如英国罗尔斯•罗伊斯（Rolls-Royce）、奥地利AE公司在发动机制造过程使用中子照相无损检测，世界主要航空发动机公司，包括美国波音公司、GE公司、普惠公司，英国的罗尔斯•罗伊斯公司（又称劳斯莱斯）等在上世纪九十年代就开始使用热中子照相方式进行航空发动机叶片批量检测，并建立了发动机叶片残芯检测的企业标准。在澳大利亚，澳大利亚科学与工程研究学院2007年研制的中子/X射线融合照相装置已实际服务于澳大利亚布里斯本国际机场，成为世界首个商业CSIRO航空货运扫描仪。同时2008年开始与中国同方威视公司开始合作，研发下一代中子/X射线联合航空安检设备，用于航空包裹的检测。由于中子照相在工业应用中的重要性和敏感性，尤其是在航空发动机制造中的应用，国际上大部分企业对该技术都选择严格保密，相关国家也将此技术列为国家战略技术，严格禁止技术输出。特别是21世纪初期，欧美对华高技术出口渠道重新收紧，特别是“考克斯报告”和“出口管制清单”的发布，美国商务部工业安全局将中子源系统、中子管、中子计算模拟软件等列入对我国贸易出口限制清单。因此，“拿来主义”在中子工业检测领域行不通，我国中子技术在相当长的一段时间内一直处于无法实现工业应用的状态。新中国的发展历史告诉我们，落后就要挨打，关键技术的发展是无法依赖任何外部力量，必须坚定不移地自主发展，才能从根本上保障国家的经济安全与国防安全。我国的中子照相技术相对起步较晚，基础理论发展及装置研制进程较慢，很长一段时间以来一直处于实验室研究阶段，缺少成熟的市场产品。国内的中子照相技术通过多年的研究发展，已经可以得到质量优异的检测图像。但是由于研究都是基于反应堆或者大型加速器，而反应堆或者加速器受到体积庞大、造价高昂、建设周期长、专业性强等因素制约，国内的中子照相技术一直都没有形成体系，无法广泛的推广到工业应用中。直到2022年初，凤麟核团队攻克了中子照相的诸多技术难题，率先发布了国际首台紧凑型高分辨率中子照相机，据相关媒体报道，该中子照相机已成功应用于航空航天、能源装备、电路结构、动力电池等领域的无损检测。该中子照相机同时解决了体积小、性能强、智能易用、成本低等多个矛盾问题，使得中子照相广泛应用于工业检测成为了可能。我国中子照相检测新兴产业迎来转机，在高端制造的多个领域迅猛发展，应用日益广泛和深入。中子照相检测新兴产业新“风口”根据中国机械工程学会组编的《无损检测发展线路图》统计，经过实施无损检测后，各行业的产品增值情况为：机械产品约5%，国防、宇航、原子能产品为12%~18%，火箭为20%左右。中子照相检测市场前景广阔，据估算，目前的市场规模超200亿元/年，且随着应用领域的拓展和开发，市场规模还在不断扩大。就拿航空发动机涡轮叶片检测来说，利用中子进行检测，灵敏度比X射线高出1个量级，可识别出0.2 mg以下的微小残芯，可满足四代及以上发动机的无损检测需求。此外，中子无损检测在火工品、钢混结构缺陷检测、放射性部件检测、毒品、爆炸物安检、新能源汽车电池检测、弹药及武器装备检测等很多领域都具有不可替代性。小编认为，中子照相检测新兴产业新的“风口”已出现，新一代中子无损检测技术就像被评选为百年来最重要发明的X射线一样，必将赋能和引领工业发展的下一个百年。

托普云农TPKZ-1型作种子尺寸分析仪专业用于玉米果穗、截面、作物籽粒的精确考种以及出苗数、整齐度、均匀度分析。　　种子尺寸分析仪适用于玉米、水稻、小麦、油菜、豆类、花生、芝麻等各种作物种子考种。　　【TPKZ-1型种子分析仪功能特点】　　1、配A3幅面最大分辨率1600dpi × 1600dpi、紫光M1彩色扫描仪。可分析各类种子的种粒直径1～20mm。扫描仪分析工作区尺寸：A3幅面(431.8mm×304.8 mm) 　　2、分析仪分析速度：可同时成像分析10个玉米果穗、35个玉米截面、1000粒左右玉米籽粒 　　3、自动数粒速度：1500～3000粒/分钟(玉米籽粒)，其它籽粒为1200～20000粒/分钟，数粒误差≤±0.1~0.4%，可监视修正结果。具有相机画面畸变、背光板均匀性的自动矫正特性，有效减小尺寸测量误差 　　4、自动测出籽粒数、各籽粒的粒形参数(长、宽、长宽比、面积、等效直径、周长等)，以及其平均值，并排序输出。自动千粒重分析的精度误差：≤±0.5%。并能对不同品种的种子进行长和宽的对比，并输出矢量图 　　5、同时成像分析玉米果穗：10个/次/分钟、玉米截面：35个/次/2分钟。自动测出各玉米穗长、穗粗、秃尖长、左右穗缘角、穗行角、平均行粒数、粒厚、截面穗行数、穗粗、轴粗，颜色以及其平均值，可测出各玉米截面上的粒长、粒宽、颜色(RGB具体数值表示)、粒高等参数 　　6、水分测定：通过水分测定仪，数据能输入到软件中，最后统一输出 　　7、图像分析：有任意放大、缩小，方便查看标记结果 　　8、有被测种子样本条码、电子天平RS232重量数据的自动输入接口，插上电脑条码枪即可刷入样本条码编号 电子天平上的被测样本重量数据可一键送到电脑保存为EXCEL表 　　9、分析仪的分析过程为全程电脑控制，高效、准确、简便易用，真正一键式操作，鼠标一点，结果即现 　　10、辅助删补：用鼠标选择增加/删除，或直接用鼠标在屏上手工计数，以确保结果准确性。目标区的个性化计数：对工作区视野中任选范围或矩形范围内的计数 　　11、分析仪数据导出：分析图像结果可保存，自动形成总报表，统计分析结果能输出至Excel表，考种系统有云平台的支持，通过云平台可以上传或是下载TPKZ-1种子尺寸分析仪数据 　　12、软件加密：采用动态二维码+密码狗加密，登记具体使用单位的信息，防止加密狗的丢失。

托普云农作物考种分析系统TPKZ-1型，专业用于各种作物籽粒的考种，同时也适用于测量玉米果穗、截面。种子尺寸分析仪-玉米种子粒型参数分析仪器。　　种子分析仪适用范围：　　玉米、水稻、小麦、油菜、豆类、花生、芝麻等各种作物种子。　　种子尺寸分析仪功能特点：　　1、配A3幅面最gao分辨率1600dpi × 1600dpi、紫光M1彩色扫描仪。可分析各类种粒的种粒直径1～20mm。扫描仪分析工作区：A3幅面(431.8mm×304.8 mm)。　　2、分析速度：可同时成像分析10个玉米果穗、35个玉米截面、1000粒左右玉米籽粒。　　3、自动数粒速度：1500～3000粒/分钟(玉米籽粒)，其它籽粒为1200～20000粒/分钟，数粒误差≤±0.1~0.4%，可监视修正结果，监视修正即达准确。具有相机画面畸变、背光板均匀性的自动矫正特性，有效减小尺寸测量误差。　　4、自动测出籽粒数、各籽粒的粒形参数(长、宽、长宽比、面积、等效直径、周长等)，以及其平均值，并排序输出。自动千粒重分析的精度误差：≤±0.5%。并能对不同品种的种子进行长和宽的对比，并输出矢量图。　　5、同时成像分析玉米果穗：10个/次/分钟、玉米截面：35个/次/2分钟。自动测出各玉米穗长、穗粗、秃尖长、左右穗缘角、穗行角、平均行粒数、粒厚、截面穗行数、穗粗、轴粗，颜色以及其平均值，可测出各玉米截面上的种子粒长、粒宽、颜色(RGB具体数值表示)、粒高等尺寸参数。　　6、水分测定：通过水分测定仪，数据能输入到软件中，然后统一输出分析数据。　　7、图像分析：有任意放大、缩小，方便查看标记结果。　　8、有被测样本条码、电子天平RS232重量数据的自动输入接口，插上电脑条码枪即可刷入样本条码编号 电子天平上的被测样本重量数据可一键送到电脑保存为EXCEL表。　　9、分析过程为全程电脑控制，高效、准确、简便易用，真正一键式操作，鼠标一点，结果即现。　　10、辅助删补：用鼠标选择增加/删除，或直接用鼠标在屏上手工计数，以确保结果准确性。目标区的个性化计数：对工作区视野中任选范围或矩形范围内的计数。　　11、种子尺寸分析数据导出：分析图像结果可保存，自动形成总报表，统计分析结果能输出至Excel表，考种系统有云平台的支持，通过云平台可以上传或是下载数据。　　12、软件加密：采用动态二维码+密码狗加密，登记具体使用单位的信息，防止加密狗的丢失。

作者：倪思洁 来源：中国科学报6月6日，中国散裂中子源的大气中子辐照谱仪通过验收。验收专家认为，基于中国散裂中子源，利用已规划和建设的靶站大气中子孔道，建设了大气中子辐照谱仪试验平台，高质量完成了各设备的设计、研制、安装、调试与谱仪联合调试，完成了预定任务，达到了项目建设指标；与世界同类设施相比，本项目建成的谱仪中子性能更接近大气中子真实环境的能谱，具有中子通量高、通量调节范围宽、束斑尺寸大且调节灵活等特点；项目组在宽能区脉冲中子辐射场测量、强辐照环境下中子束调控、高能中子屏蔽、大气中子辐照效应测试平台等技术上实现了突破，对国内相关工作的开展具有较好的参考价值。大气中子辐照谱仪是散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子第五研究所共同建设的国内首台大气中子地面模拟加速测试平台。中国散裂中子源从2011年开始规划大气中子辐照谱仪并建设靶站内大气中子专用孔道，在广东省科技厅的资助下，大气中子辐照谱仪于2018年开始建设，于今年4月2日成功出束，并开展束流谱仪联合调试、中子束流参数测量以及辐照效应验证实验。据了解，大气中子辐照谱仪将为新型半导体器件、大规模集成电路、高可靠电子设备、新型功能材料、生物辐照效应、核数据测量等提供大气中子试验环境，为我国在航空、航天、通讯、能源、电力电子、现代交通、医疗电子及高性能计算等领域的高可靠电子信息系统研发与产品制造，提供一个先进的、功能强大的大气中子测试与科研平台。

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11日，记者从中科院高能物理研究所获悉，中国散裂中子源大气中子辐照谱仪近日成功出束，标志着该谱仪设备研制与安装成功。束流性能测试表明，已测工况的中子束尺寸与分布、中子能谱、通量等重要参数与预期相符。　　据了解，大气中子辐照谱仪是散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所共同建设的国内唯一的大气中子地面模拟加速测试平台，由广东省科技厅支持建设，也是继多物理谱仪之后，中国散裂中子源完成建设的第二台合作谱仪，可提供与大气中子能谱相匹配、能量范围覆盖毫电子伏特至吉电子伏特（meV~GeV）的高通量中子束流。　　为确保大气中子辐照谱仪性能指标的先进性，大气中子辐照谱仪项目组、中子科学部相关专业组、散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所相关部门通力合作，克服众多重大技术挑战，克服谱仪建设期间多次疫情影响，保证了谱仪设计、研制、安装与调试的顺利进行。　　大气中子辐照谱仪将为新型半导体器件、关键电子设备、新型功能材料、生物辐照效应、核数据与测量等提供大气中子加速辐照试验环境，填补我国在该领域的空白，为我国在航空、航天、通讯、能源、电力电子、现代交通、医疗卫生及高性能计算等领域的高新技术开发与行业标准制定，提供一个先进的、功能强大的大气中子测试与科研平台。

从中科院高能物理研究所获悉，4月2日15时20分，中国散裂中子源（CSNS）大气中子辐照谱仪成功出束。束流性能测试表明，已测工况的中子束尺寸与分布、中子能谱、通量等重要参数与预期相符。谱仪成功出束，标志着谱仪设备研制与安装成功。大气中子辐照谱仪是散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所共同建设的国内唯一的大气中子地面模拟加速测试平台，也是CSNS继多物理谱仪后完成建设的第二台合作谱仪，可提供与大气中子能谱相匹配、能量范围覆盖毫电子伏特至吉电子伏特（meV-GeV）的高通量中子束流。相关负责人介绍，为确保大气中子辐照谱仪多项指标的先进功能，大气中子辐照谱仪项目组、中子科学部相关专业组、散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所相关部门通力合作，克服众多重大技术挑战，克服谱仪建设期间多次疫情影响，保证了谱仪设计、研制、安装与调试的顺利进行。大气中子辐照谱仪将为新型半导体器件、大规模集成电路、关键电子设备、新型功能材料、生物辐照效应、核数据与测量等方面提供大气中子加速辐照试验环境，填补我国在该领域的空白，为我国在航空、航天、通讯、能源、电力电子、现代交通、医疗卫生、及高性能计算等高新技术开发与行业标准制定，提供了一个先进的、功能强大的大气中子测试与科研平台。

为了特色农业的明天 　　 ——记甘肃检验检疫局国家级外繁种子检疫重点实验室 　　甘肃检验检疫局国家级外繁种子检疫重点实验室是国家质检总局批准的在甘肃设立的国内唯一一家专门从事对外繁育种子检疫工作的实验室。它的建立和发展，对保护甘肃省农业生态免受外来生物侵入和危害，确保甘肃河西地区这个全国最大的对外繁种基地、全国第二大制种基地的健康、可持续发展起着重要作用。 　　检测方法和标准日趋完善。实验室自建成之初，就着手收集我国和国际上一些主要的病、虫、草害检测标准和方法。目前，该实验室拥有我国所有的植物检疫标准、出入境检验检疫行业标准、部分EPPO/OEPP植物检疫标准和国际种子检测协会1STA标准2005版。同时，实验室通过研究，建立了10多个种子病、虫害的快速、准确的检测方法。目前检测种子带病虫害使用的主要方法有：种植检验、培养检验、分离鉴定，血清学检验、PCR检验法和种子常规检验法等。 　　田间检测精益求精。结合种子带毒、带菌率低，样品处理难度大、容易漏检等情况，实验室从植物病原的基因和蛋白水平入手，研发出了适合种子快速检测的nest-PCR技术和RT-PCR技术，并成功运用于番茄溃疡病和种子携带病毒的检测。田间检测样品可以直接看到病状，可以有目的地进行检测。在国家质检总局和甘肃省科技厅的支持下，该实验室成功研发出了田间快速检测技术——胶体金标记法，该技术可在10分钟内得出检测结果，提高了检出率。 　　种苗检测任务和检测技术研究并驾齐驱。 随着外繁种子行业的快速发展，种子贸易不论品种还是数量都在飞速发展，国家对有害生物传入我国的风险分析和管理力度也随之加大，相关的检疫政策和技术、资金投入逐步到位，实验室的任务和工作量也呈逐年上升趋势。今年上半年，检测种子已经达到900余批，累计项目4000余个。科研方面，实验室目前承担国家质检总局科研项目一个，甘肃省科技厅科研项目一个，独立完成甘肃局科研项目“番茄溃疡病快速检测技术研究”，参与并完成国家质检总局制标项目“外繁种子检疫操作规程”一个，目前在研项目“番茄主要检疫性病害蛋白芯片快速检测技术研究”，“五种检疫性病害快速免疫PCR检测试剂盒研发”，将为种子检测实现高通量、灵敏度奠定扎实的基础。 　　面对未来，任重道远。该实验室运行5年多来，共检测种子样品3800余批，累计截获种子和植物产品携带的病虫害240批，检出率高达9.5%。2005年，从进口开心果上截获二类危险性害虫谷斑皮蠹 2006年，从荷兰进口的雏菊种子上截获国家二类危险性病害烟草环斑病毒 2007年，分别在“浩丰种业”的麦杆菊外繁种田和“山西利马种业”的翠菊外繁种田间采集的样品中，检出“烟草环斑病毒”，在出口的石竹种子中首次检测到“香石竹环斑病毒”。今年，该实验室继续加大监测力度，提高抽样的代表性，加强对田间病虫害的检测，加大科研投入力度，将力争通过国际种子协会的种子检测能力认证，使种子的检测、科研水平达到国际水准，更好地为国内种子检测市场服务。实验室也将以立足国内，利用自身优势，联合科研院所，加强技术研发，成为全国一流的种子检疫实验室为发展目标，力争为甘肃的经济建设和农业发展，特别是河西这个具有特色的制种基地健康、可持续发展作出更大贡献。 　　相关链接 　　甘肃局外繁种子重点实验室 　　外繁种子重点实验室是一支装备过硬、素质过硬的队伍。这里汇聚了包括一名细胞与分子生物学专业留美博士在内的7名专业技术人员 实验室面积500平方米，其中达到国内先进水平的洁净实验室250多平方米，设备投资共计约650万元，有PCR扩增仪、高速冷冻离心机、酶标仪、凝胶成像系统、荧光显微镜、Viteck全自动细菌鉴定仪、实时定量PCR仪、荧光分光光度计、低温冰箱、CO2培养箱等电聚焦电泳仪、MILLIPORE超纯水系统、全自动灭菌器、解剖镜、生物显微镜、显微成像系统等大型仪器设备10多台，小型设备30余台。在同属甘肃检验检疫局中心实验室的食品理化和金属化矿实验室还有双道原子荧光光度计、原子吸收光谱仪、蛋白质测定仪、气相色谱——质谱连用仪、高效液相色谱仪等，都是在必要时可以利用的仪器设备。 　　目前该实验室已经能够开展的种子检测项目有：种子带致病真菌、细菌、病毒、害虫和线虫，种子中混杂的杂草种子、种子净度、发芽率、千粒重、水分、转基因检测等。自实验室建成以来，已从200多批次种子中分别检出了包括烟草环斑病毒在内的各种病毒、细菌、真菌性病害240次，既为种子的顺利出口提供了保障，又为甘肃省农业安全生产架起了保护屏障。

作者：倪思洁 来源：中国科学报记者从中科院高能物理研究所获悉，4月2日15时20分，中国散裂中子源（CSNS）大气中子辐照谱仪成功出束。束流性能测试表明，已测工况的中子束尺寸与分布、中子能谱、通量等重要参数与预期相符。谱仪成功出束，标志着谱仪设备研制与安装成功。大气中子辐照谱仪是散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所共同建设的国内唯一的大气中子地面模拟加速测试平台，也是CSNS继多物理谱仪后完成建设的第二台合作谱仪，可提供与大气中子能谱相匹配、能量范围覆盖毫电子伏特至吉电子伏特（meV-GeV）的高通量中子束流。相关负责人介绍，为确保大气中子辐照谱仪多项指标的先进功能，大气中子辐照谱仪项目组、中子科学部相关专业组、散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所相关部门通力合作，克服众多重大技术挑战，克服谱仪建设期间多次疫情影响，保证了谱仪设计、研制、安装与调试的顺利进行。大气中子辐照谱仪将为新型半导体器件、大规模集成电路、关键电子设备、新型功能材料、生物辐照效应、核数据与测量等方面提供大气中子加速辐照试验环境，填补我国在该领域的空白，为我国在航空、航天、通讯、能源、电力电子、现代交通、医疗卫生、及高性能计算等高新技术开发与行业标准制定，提供了一个先进的、功能强大的大气中子测试与科研平台。据悉，CSNS总共可建设22台谱仪，包括目前已经开放运行的通用粉末衍射仪、小角中子散射仪、多功能反射仪、多物理谱仪，以及正在建设和规划建设的若干合作谱仪和二期谱仪等。去年1月，CSNS的首台合作谱仪——多物理谱仪研制与安装成功。

2023年7月12日至13日，广东省科技厅在中国散裂中子源园区组织召开了“微小角中子散射谱仪”验收会，程正迪院士担任验收组组长。验收组专家来自华南理工大学、中国科学院长春应用化学所、中国科学院上海高研院、中国原子能科学研究院、香港城市大学等单位。 验收组一致认为：微小角中子散射谱仪具有散射矢量范围宽、实验模式多样、准直长度切换灵活、本底低等优势，在多狭缝光阑精确准直、滚筒高精度定位、GEM探测器等技术上实现了突破。该谱仪是世界首台基于散裂中子源的微小角中子散射谱仪，可广泛服务于生物医药、软物质、合金、陶瓷、磁性及纳米材料等相关领域的研究，具有广阔的应用前景。验收组一致同意该项目通过验收。 微小角中子散射谱仪由广东省科技厅资助，2019年11月开始建设，于2023年1月4日成功出束，经过调试、测试与中子散射实验验证，全面达到了项目验收指标。微小角中子散射谱仪将应用于关系国计民生的重大前沿科学问题攻关，为粤港澳大湾区和我国的相关产业技术升级提供先进的研究支撑平台。

3月14日，国家重大科研仪器设备研制专项&ldquo 6.0E12 n/s强流中子发生器及快中子测量系统研制&rdquo 项目启动会在北京西郊宾馆召开。国家自然科学基金委相关负责人，业内相关专家，项目组部分成员共18人参加了启动会。 　　启动会由中国科学院高能物理研究所柴之芳院士主持。国家自然科学基金委计划局孟宪平局长宣读项目批复，项目负责人吴王锁教授、项目技术负责人姚泽恩教授、李公平教授和兰长林副教授分别作了项目总体情况、技术方案、实施方案以及管理方面的报告。会上来自中国工程物理研究院、中国原子能科学研究院、西北核技术研究所、清华大学、北京大学，北京师范大学多个单位的相关专家对项目的研制内容、研究方案、技术细节等各个方面进行了充分的讨论，给出了中肯的建设性意见和建议，为项目的顺利完成、达到预期研制目标奠定了坚实基础。 　　最后，吴王锁教授代表项目组表示，在充分听取专家意见的基础上，将进一步调整研究方案，合理规划流程，规范管理环节，充分调动各方力量保障项目顺利进行。同时核科学与技术学院也将以此重大科研专项任务来带动学科建设和人才队伍建设上层次上水平。 　　兰州大学核科学与技术学院党委书记祁晓红也代表学院和项目组对与会的各位领导和专家对中子发生器研制工作的长期支持表示衷心感谢。

2022年1月，中国仪器仪表学会分析仪器分会十届三次理事会及“朱良漪分析仪器创新奖”颁奖在京举行。经过10位专家的会评，2021年“朱良漪分析仪器创新奖”最终评选出“创新成果奖”3项，“青年创新奖”4名。仪器信息网同中国仪器仪表学会分析仪器分会对“朱良漪创新奖”获奖人员进行了联合采访，本期的采访对象是“青年创新奖”获得者兰州大学核科学与技术学院研究员黑大千。兰州大学核科学与技术学院 黑大千研究员主要成果：研制的中子活化分析设备的性能指标经多方测试能够满足实际应用中的需求，在研发的过程中形成了中子活化分析设备的发明专利和分析方法的软件著作权，并在煤炭和水泥等相关行业得到了实际应用和示范验证，取得了一定的社会经济效益。仪器信息网：首先恭喜您获得“2021年朱良漪分析仪器创新奖”，请向广大网友介绍一下您自己，以及您所在的单位？黑大千：各位网友好！感谢仪器信息网的采访。我是兰州大学核科学与技术学院的黑大千。目前我在主要开展核技术应用及核分析技术领域系统性研究工作，涵盖基础研究、方法学研究、应用基础研究、技术拓展等核分析技术的全链条式科研创新工作。具体研究内容包括：瞬发伽马射线中子活化分析（PGNAA）技术、核素识别与定量分析技术、中子/伽马新型探测技术、X射线分析技术、核电子学技术等。仪器信息网：请介绍您进入分析仪器领域的机缘？您在分析仪器的研制和产业化方面开展了哪些工作，取得了怎样的创新成果?黑大千：我能有幸进入分析仪器领域还要感谢国家科技部在十二五期间组织的国家重大科学仪器设备开发专项，2013年，在我的导师陈达院士、贾文宝教授的带领下，我们团队牵头获批了项目“工业物料成分实时在线检测仪器的开发和应用”，在项目执行期间，我和项目团队中的年轻人得到了充分的锻炼，从仪器硬件的优化设计，到仪器分析方法的创新突破，再到标准样品的设计优化，直至最后仪器总装、示范工程建立，我们经历了完整的分析仪器开发流程，并与分析仪器的研究与开发深深结缘。在研究工作方面，我的主要研究工作可以大致分为两个方面：1. “穷理以致其知” --- 核分析技术基础研究：从核分析技术的基本物理过程出发，探索测量信号与被测量信息间的物理机制模型建立、影响因素探索等。并在此基础上，形成全新分析方法、构建相应数据库、发展仪器设计方法并形成信息分析、系统设计软件与程序。2. “反躬以践其实” --- 仪器开发、应用研究及技术拓展：基于基础研究成果，开发了多种基于PGNAA技术的在线成分分析系统及危化品检测系统，完成了多个基于PGNAA技术的工业物料成分分析系统的示范工程建设。在基础研究取得突破性进展的基础上，进一步拓宽相关研究领域与应用。以需求为导向拓展在技术发展中的关键核心技术、并行技术、应用中的辐射防护问题等研究。包括：瞬发伽马射线中子活化成像PGAI技术研究、中子探测与能谱测量研究、X射线通讯与关键部件开发、XRT技术开发与应用、X荧光分析技术的开发与应用、中子辐射防护技术，辐射防护材料的开发等。 主持包括国家重点研发计划项目、国家重大科学仪器设备开发专项任务、国家自然科学基金、国防技术基础项目子课题、国家质量基础条件平台项目子课题等国家级项目在内的各类科研项目20余项，以第一或通讯作者身份发表SCI收录论文40余篇，以第一完成人身份获得授权发明专利10余项。仪器信息网：您所研制的仪器成果解决了哪些实际问题，仪器的主要用户有哪些，成果的市场前景如何？黑大千：在工业物料领域，如煤炭、水泥、矿石成分分析应用中，可利用在线分析技术，实现全过程的实时成分测量、分析，对对生产企业质量信息化管理、多角度质量数据分析、动态掌握质量状况等方面具有明显的促进作用，可有效提高企业产品质量控制能力。此外，在节能降耗、提升生产效能等方面具有良好的前景。工业物料成分分析系统在违禁品检测系统开发方面，面向不同使用场景，基于建立的信噪比优化评价方法，设计开发了一系列违禁品检测系统，包括：NIQAS(Nuclide Identification and Quantitative Analysis System)危化品识别检测系统、EPDS(Explosion-Proof Detection integrated System)防爆检测一体化系统、行李箱高爆炸药检测系统、掩埋爆炸物检测系统等4类危险品检测系统。这一系列的检测系统将有望满足战争遗留弹药武器的识别与指导分类；机场、高铁站等公共场所的疑似爆炸物处置过程中的检测；公众区域内行李箱中隐式爆炸物检测等一系列公共安全需求。上述成果均具有明确的市场需求以及较好的市场前景，目前部分产品已经启动产业化进程。危险品核素识别与定量分析系统仪器信息网：对于此次获奖您有何感受？您认为“朱良漪分析仪器创新奖”将给青年人带来怎样的影响？黑大千：非常感谢中国仪器仪表学会分析仪器分会以及各位评审专家对我和团队工作的认可。分析仪器的开发与研制具有鲜明的技术特点，这个行业是一个高度交叉的领域，既需要具备扎实的理论基础，也需要极强的动手能力。分析仪器开发工作者是具备“科学家”的头脑以及“工程师”的动手能力的“发明家”，需要直接分析需求、而面对需求、解决需求，厘清其间错综复杂的关系，抽丝剥茧的找出关键问题和解决方案。我们作为行业的后辈，需要向朱良漪先生等“大家”学习的地方还有很多。世界局势错综复杂，在百年未有之大变局中，自主创新是解决人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾的重要手段。“朱良漪分析仪器创新奖”为从事分析仪器研究工作的青年人提供了前进的方向和动力，将有利于激发青年人创新热情和报国之志。仪器信息网：后续您还将开展哪些创新工作?黑大千：在2021年12月，我有幸牵头获批了国家科技部重点研发计划青年科学家项目。该项目将以战略矿产资源“铀”的开采与富集过程的元素成分分析作为应用研究对象，面向地浸采铀工艺中各环节的溶液、树脂中的元素成分在线分析需求，开发基于瞬发伽马射线中子活化分析（PGNAA）技术的多元素在线分析的新方法及新设备，满足浸出、萃取、吸附等工艺环节中对溶液、树脂塔中各类元素含量实时在线检测的现实需求，为实现工艺过程规律分析、元素富集状态、过程动态调控等提供实时数据支持，并为信息化、智能化矿山的建立与资源开采提供全新在线分析技术与仪器设备。因此，未来一段时间的工作中，我和我所在的团队将聚焦将PGNAA技术的应用领域进行拓展，面向国家重大战略需求和经济主战场开发更多更有价值的分析仪器。关于“朱良漪分析仪器创新奖”朱良漪，原机械部国家仪表总局副局长、中国仪器仪表学会分析仪器分会名誉理事长，是仪器仪表和自动化控制领域最早的开拓者，影响中国仪器仪表和自动化控制行业发展的奠基人。为纪念朱良漪先生矢志不渝推动我国分析仪器事业发展的精神，以及激发企业及广大科技工作者积极投身于分析仪器的创新工作中，由中国仪器仪表学会设置、中国仪器仪表学会分析仪器分会承办执行“朱良漪分析仪器创新奖”，共分为“创新成果奖”和“青年创新奖”两个奖项。“朱良漪分析仪器创新奖”的设立不只是对朱老的怀念与敬意，更是对分析仪器创新精神的坚守与传承。自2017年举办至今，“朱良漪分析仪器创新奖”已成功颁发五届，先后有15项分析仪器创新成果、18位青年创新科学家获奖。

2011年4月6日，大连东大招投标代理有限公司受大连市种子管理站的委托，对其种子检测仪器设备采购项目进行国内公开招标，欢迎符合资格条件的投标人报名参加投标。 　　一、项目编号：DDZTB2011005 　　二、招标内容： 　　A包： 　　种子净度工作台 1台 　　电动筛选器 1台 　　摄影生物显微镜 1台 　　DNA测序电泳槽 1台 　　低温台式高速离心机 1台 　　超低温冰箱 1台 　　超净水仪 1台 　　超声波清洗器 1台 　　液氮罐 1台 　　单粒种子粉碎机 1台 　　紫外分析仪 1台 　　*种子老化箱 2台 　　钟鼎式分样器 1台 　　横隔式分样器 1台 　　制冰机 1台 　　*离心式分样器 2台 　　*精米机 1台 　　*蛋白质测定仪 1台 　　*脂肪测定仪 1台 　　*自动凯式定氮仪 1台 　　*内网安全网关 1套 　　数码摄像机 1台 　　数码照像机 1台 　　*投影仪 1台 　　*内网安全管理软件 1套 　　B包： 　　*种子水分测定仪 1台 　　*梯度PCR仪(基因扩冲仪) 1台 　　凝胶成像系统 1台 　　*酶标仪 1台 　　高温蒸汽灭菌器 1台 　　(具体要求及数量见招标文件) 　　注：A包中所有产品要求投标人须投非进口产品，否则视为无效投标文件。 　　B包中种子水分测定仪、梯度PCR仪(基因扩冲仪)、凝胶成像系统、酶标仪可以投进口产品,高温蒸汽灭菌器须提供非进口产品。 　　进口产品是指通过中国海关报关验放入中国境内且产自关境外的产品。 　　三、投标人的资格： 　　1、须是注册资本金不低于人民币50万元的企业法人 　　2、代理商须提供招标内容中带*号产品的制造商直接出具的合法有效授权证明原件 　　3、须具有本地服务的能力 外地企业须有在大连工商部门注册的售后服务机构。非投标人分公司或办事处的售后服务机构须有投标人和售后服务机构之间盖有公章的委托协议。 　　四、报名及招标文件发售时间、地点：2011年04月07日起每天8:00-17:00(北京时间，公休日、节假日除外)在大连东大招投标代理有限公司发售招标文件(大连市沙河口区高尔基路769号)。 　　五、报名要求： 　　投标单位申请购买招标文件：未注册会员的供应商须登陆大连市政府采购服务中心信息网(http://www.ccgp.dl.gov.cn)“会员专区”进行注册并申请购买招标文件 已注册会员的供应商须进入政府采购交易管理系统申请购买招标文件。 　　通过大连市政府采购服务中心管理系统申请购买招标文件的投标单位携带营业执照副本原件、税务登记证副本原件、外地投标人须提供在大连售后服务机构证明原件及相应的复印件一套(复印件须加盖公章)，招标代理人将对投标人进行资格初审(仅限于发售招标文件)，初审合格后方可购买招标文件，详细资格审查以评标委员会审议结果为准。 　　六、招标文件售价(人民币)：200元/套，售后不退。 　　七、接受投标文件的时间与地点：2011年04月27日13：00至13：30(北京时间)，大连市政府采购服务中心1楼受理区(2)(地址：大连市西岗区迎春路2号大连市人民政府行政服务中心)。 　　八、投标截止日期及时间：2011年04月27日13：30(北京时间)。 　　九、开标时间与地点：2011年04月27日13：30时(北京时间)在大连市政府采购服务中心1楼第2开标室(地址：大连市西岗区迎春路2号大连市人民政府行政服务中心)。 　　十、招标 人：大连市种子管理站 　　联 系 人：洪玮 　　十一、招标代理人：大连东大招投标代理有限公司 　　联 系 人：于 丹 电 话：0411-84350800-8006 　　传 真：0411-84359600(自动)电子邮箱：dldd_yd@163.com 　　地 址：大连市沙河口区高尔基路769号 　　开户银行及帐号：中国银行大连星海湾支行和平广场分理处 　　3077 5632 4632

种子质量是指一批种子潜在性能指标的总和。这些重要的指标包括惰性物质、其他作物或杂草种子的存在数量（纯净度），另外还有发芽率、活力、外观形态和种子抗病性能，优质种子应满足这些特征的最低标准。然而，传统方法分析这些特征对种子公司或实验室来说是异常繁重的，自动化方法则有效的降低时间和经济成本，同时也可以提高结果的精确性和重复性。德国LemnaTec公司是全球范围内利用传感器和自动化技术进行非破坏性植物表型数字化分析的领导者。LemnaTec提供视觉识别、机器人和智能软件等技术，使研究性育种和商业化育种的种子性状分析自动化。近期，LemnaTec公司推出新品种子发芽检测系统Germination Scanalyzer。Germination Scanalyzer是LemnaTec为种子公司及研究机构提供的性价比极高的种子管理解决方案。Germination Scanalyzer功能特性? 种子储藏? 周期性自动检查种子存储状态? 种子萌发指标分析? 建立种子质量管理的标准化流程Germination Scanalyzer系统组成? 用于图像获取的工业级数字相机? 图像处理软件，用户可建立自定义解决方案? 机械手用于储存空间及传感器之间样品传递Germination Scanalyzer测量指标可以分析不同植物种类包衣与未包衣种子的大小，颜色和形状，基于预定义的分级标准（数量，大小，颜色，形状）对种子进行分级及量化，包括但不限于如下的指标：? 种子发芽率（%）? 种子发芽速率（时间）? 种子形态学指标（大小，圆度）? 种子颜色及色泽分布? 幼苗形态参数（根长，胚轴长度）? 幼苗颜色及色泽分布Germination Scanalyzer优点高通量分析? 24 x 7全天候样品监测? 同时进行数百粒种子成像及分析? 高通量筛选提升种子分析的质量和效率提高精确度及重复性? 利用这一平台，为用户建立种子质量管理的标准化流程灵活性? 模块化设计，可以根据需要设计分析速度及储存能力图1：种子托盘的存储架, 带传感器的机器臂, 称重站和种子采集器 (可选)，尺寸单位，mm。图2：机器臂和成像系统在中心，种子托盘储存架在外围，图片右侧是称重站。图3：蓝色/灰色滤纸放置在一个特别设计的塑料托盘内。在实验开始时，在滤纸上施加一定量的水，再在滤纸上装入定量的种子。托盘存储在货架上，并定期（根据用户要求）由机械臂移动进行成像和称重。种子的检测通过其与滤纸的背景颜色特性（如色相、饱和度）来实现，种子的形状用来计数。根被用作种子发芽的线索；只有在种子胚周围和一定半径内的根被认为是发芽的线索。每个种子都有一个被检测到的根段（在观察半径内）被标记为发芽。为了优化根检测，应用了一些规则，例如，就近原则、感兴趣区域和萌发线索。根的长度是根据检测到的根形状的内侧轴线来测量的。图4：时间跨度实验数据输出范例，几天内不同时间点发芽种子的数量占种子总数的百分比（发芽率）。不同的颜色曲线代表不同的种子类型。图5：可以根据用户需求生成不同形式的数据报告，并进行统计分析。

直径只有原子的十万分之一，质量为1.6749286 ×10-27千克，平均寿命为896秒… … 　　这是中子，原子核包含的两种粒子之一，算得上“微不足道”。　　然而，正是这般“微不足道”的中子，“落在”广东的“制造业之都”东莞，扎根巍峨山下、松山湖边，4年多来，“散裂”出科研的“庞然密林”：　　500多人的“科研天团”、800多项研究课题、3800多名注册用户来了；一批高校院所、实验室、研发机构、青创基地接茬落户，一群群教授、研究员甚至院士常常在不经意间和寻常“老莞”擦肩而过；松山湖科学城和深圳光明科学城一道被纳入大湾区综合性国家科学中心先行启动区… … 　　一切变化，还要从一群人和一个大科学装置——中国散裂中子源说起。　　磁 吸　　小小中子，看不见、摸不着，却吸引一流科研机构、重大科技基础设施纷纷前来，对海内外高端创新资源的集聚效应日益显现　　现任中国科学院高能物理研究所所务委员、东莞研究部副主任王生，就是这群人中的一个。　　2017年6月，他和中科院院士、中国散裂中子源工程总指挥陈和生，高能所副所长、东莞研究部主任陈延伟，一起接待了来调研的时任中科院副院长王恩哥。彼时，距离中国散裂中子源首次打靶成功、获得中子束流还有两个多月。　　说起散裂中子源的用处，陈和生有一段比喻：“散裂中子源就像‘超级显微镜’，是研究物质材料微观结构的理想探针，为我国材料科技、物理、化学化工、生命科学、资源环境和新能源等领域的研究提供了一个技术先进、功能强大的科研平台。”　　这其中的材料科技，就是王恩哥的专业领域。当年底，在王恩哥发起推动下，广东首批4家省实验室之一的松山湖材料实验室启动建设，并于次年4月注册成立，选址就在距离散裂中子源数公里开外。至今，实验室已聚集600多名科研人员，引进创新样板工厂团队25个，注册成立38家产业化公司，注册资本超过3亿元。　　小小中子，看不见、摸不着，甚至不带电，竟有如此强的“磁吸力”？　　对此，王生科普道，中子和X射线一样，都是研究物质结构和动力学的强有力工具，但与后者主要和原子核外电子发生作用不同，中子是与原子核作用，即“遇见”原子核时发生散射或反射，通过分析中子的飞行轨迹，反推出原子核的内部结构，从而进行科学研究，“因此，在‘透视’材料微观结构和性能，研发新型前沿材料上，散裂中子源有不可替代的作用。”　　为国家探索前沿科学问题、攻克产业关键核心技术，这是王生和同事们不远千里从北京来到广东，花6年半时间建设大科学装置的初心。　　其实，我国早在本世纪初就开始谋划建设散裂中子源，最终确定由中科院和广东省共同建设，落地东莞松山湖。如今，中国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源，总投资约23.5亿元，设备国产化率达到90%以上，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3台谱仪综合性能达到国际先进水平。　　这台投资规模巨大的“国之重器”，结束了珠三角地区没有国家大科学装置的历史。“中国散裂中子源在东莞的成功建设，展示了广东省引进大科学装置、推动科技创新的决心和成就，吸引了国内许多一流的科研机构落户广东，共同建设大科学装置。”陈和生感慨。　　中国散裂中子源规划建设时，还没有“粤港澳大湾区”的概念。“落地东莞是富有远见的决定，有利于优化中国大科学装置的布局，把基础研究和应用基础研究的雄厚实力、珠三角地区强劲的经济实力，以及对科学技术和产业升级的迫切需求结合起来。”东莞市委副书记、松山湖高新区党工委书记刘炜说，中国散裂中子源的磁吸效应对海内外高端创新资源的集聚效应日益显现。　　香港大学教授黄明欣长期从事材料研究，过去他需要向国外的散裂中子源申请机时，设计好实验步骤，把材料寄到国外，做好实验之后，再传回数据。2018年8月，中国散裂中子源正式投入运行。“在自家门口做实验，太方便了。”当时，具有广泛应用前景的“超级钢”正进入黄明欣的视野。利用中国散裂中子源的通用粉末衍射仪，他的团队发现了强度高而且韧性好的“超级钢”微观机制，为改进这种钢的断裂、韧性和腐蚀性等问题提供了关键数据支撑。　　如今，以中国散裂中子源为起点，广东重大科技基础设施实现了“从0到1”“从1到多”的跨越，江门中微子实验、惠州的强流重离子加速器和加速器驱动嬗变研究装置等一批国家重大科技基础设施先后落地建设，探索未知世界、发现自然规律、引领技术变革。　　撞 击　　这一撞，不仅“撞”出了中子束流，还“撞击”着东莞的“世界工厂”城市理念，“撞”出巨大的发展空间　　“你看，散裂中子源装置主要包括1台负氢离子直线加速器、1台快循环质子同步加速器、2条束流输运线、1个靶站，以及一期3台谱仪。”实验楼的沙盘模型前，中国散裂中子源研究员李晓挨个介绍不同设备的名字和用处。　　“简单说，就是用高能质子束去撞击重原子靶。这里面最关键的是加速，跑不快，撞不开，一切都是空谈。”李晓说，经过直线、循环加速，质子束的速度被提升到0.9倍光速，然后“轰”一下，被撞出来的中子四散飞奔。　　整个过程，用时约0.02秒。然而，从北京的中科院高能所大院到东莞山脚边的第一条中子束流，这条路，科学家们却走了十几年。　　王生全程参与了散裂中子源的建设和运行，“不仅装置极为庞大，而且部件繁多，工艺极其复杂。大家为同一个目标汇聚在这里，记不清度过了多少个不眠之夜。”　　国内首次研制快循环同步加速器的25赫兹交流磁铁；创新性提出谐振磁铁电源的谐波补偿方法，解决了多台磁铁之间的磁场同步问题，效果优于国外散裂中子源… … 一个个技术挑战被逐一攻克。　　2017年8月，中国散裂中子源首次打靶成功。当时，人们可能想不到，这一撞，不仅“撞”出了中子束流，还“撞击”着东莞作为“世界工厂”的城市理念，为这座城市、广东，乃至后来的大湾区，“撞”出巨大的发展空间。　　撞击而来的中子束流，慢化后通过中子导管引入特定的谱仪，即可开展实验研究。在一期工程已建成并对外开放3台谱仪的基础上，中国散裂中子源还与各高校、研究机构等积极开展合作，共同建设8台合作谱仪。“每个谱仪就相当于一个实验站，对应不同的实验领域和方向。”王生解释。　　其中，由东莞理工学院投资8000万元，联合中国散裂中子源和香港城市大学建设的多物理谱仪是国内首台中子全散射谱仪，可用于不同有序度材料的结构研究。自2021年10月正式向全球的科研人员开放以来，香港中文大学、香港科技大学、香港理工大学、澳门科技大学等高校的用户在这里开展多项实验研究。　　从最初不为人所知，到吸引各路“科研天团”纷至沓来，对科学的向往像涟漪般，在这里圈圈荡开。　　从2012年中国散裂中子源土建动工开始，王生每年待在东莞的时间超过300天，早就把这里当成了自己的第二个家。以前，他总觉得东莞是个遍地车间的“大工厂”，但随着周边聚集起越来越多“学术大咖”、科研“大牛”，看着一排排人才公寓、科研院所等鳞次栉比，他明显感受到，科学城的成色愈加鲜明了。　　当然，作为开放共享的平台，中国散裂中子源同样服务于建造它的中科院高能物理研究所的科学家，开展相关学科的前沿研究。散裂中子源的开放运行也已吸引一些国际一流专家来高能所工作。但王生说，他们自己也要像大家一样申请机时。散裂中子源主要服务于国家战略需求，为利用这个平台开展研究的科学家提供最好的研究条件和科研服务。2018年以来，中国散裂中子源完成7轮开放运行，科学产出重点在航空航天、量子、能源、合金、高分子、信息材料等领域，目前已在《科学》《自然通讯》《先进材料》《美国化学会志》等期刊上发表文章120余篇。近年来中国中子散射用户快速增长，今年上半年收到课题474项，同比增长89%，国家重大需求用户增长较快。　　“目前，我们一年开放机时超过5000小时，运行效率达到97%，仍然供不应求。”王生坦言，现在只有1/3的申请能得到满足，只能尽量增加开放时间。好消息是，中国散裂中子源正在布局二期工程。届时中子谱仪总数将达20台，加速器打靶束流功率将从100千瓦提升到500千瓦，研究能力将大幅度提升。　　散 裂　　中子“扎根”，“散裂”出“庞然密林”，许多创新研究在东莞和大湾区落地，科学装置的建设也推动当地产业迭代升级，“科技创新+先进制造”被定义为城市特色　　在王生推荐下，记者来到南方医科大学附属东莞医院（东莞市人民医院）。一栋新的大楼已经封顶，楼体上的蓝色条幅写着“东莞市人民医院硼中子俘获治疗（BNCT）项目治疗中心大楼”，紧挨着它，另一栋 “BNCT研究楼”也在施工中。　　这是落户在该院的硼中子俘获治疗项目——中国散裂中子源“散裂”出的一个重大成果，今年底将竣工并安装第一台实验机。　　“项目建成后将立足东莞、辐射大湾区，为恶性肿瘤等患者提供全新的治疗手段，并大力推进恶性肿瘤治疗和研究领域的发展。”该院党委书记蔡立民说。　　硼中子俘获疗法开创了攻克恶性肿瘤的新途径。它利用了含硼药物进入人体后会在癌细胞中富集，并且能够俘获热中子的特性，通过用热中子照射，发生俘获反应产生的约230万电子伏裂变能，仅作用在约10微米的癌细胞上，彻底破坏其遗传链结构，使其不能修复而死亡；同时周围不含或极少含硼的正常细胞在中子照射下不受伤害，从而精准杀伤恶性肿瘤。　　放眼国际，硼中子俘获治疗设备已在日本上市。东莞能突破这一关键核心技术的自主可控，得益于院地企之间的一次联动：2018年东莞市两会上，中科院高能物理研究所副研究员、后来成为BNCT治疗端运行负责人的童剑飞提交了一份建议书，报告了陈和生院士团队自主研发的我国首台加速器硼中子俘获治疗实验装置，并提出有技术转化的价值。东莞十分重视，经过审慎评估，决定在东莞市人民医院建设硼中子俘获治疗项目。　　“这不仅是一个造福患者的治疗项目，未来在治疗规范、适应症以及硼药等相关领域的基础研究前景广阔，也将是一个肿瘤相关人才聚集和团队创新的绝佳科研平台。”虽然项目真正应用到临床还得再等几年，但蔡立民已十分憧憬。　　自中国散裂中子源投入正式运行以来，来自粤港澳大湾区的用户超过1/4，许多创新研究在东莞本地和大湾区实现了落地。反过来，中国散裂中子源的建设也离不开各方的配套设备供应，这推动着本地产业的迭代升级。“我们在有意培养广东本地的厂商来合作解决问题。为了把装置的指标推到极致，经常需要最前沿的技术。”王生说。　　就拿中子衍射谱仪闪烁体探测器来说，乍看只是个其貌不扬的金属盒子，却是散裂中子源谱仪的关键核心装备。“它的探测有效面积非常大，在散裂中子源的中子探测领域里，可以提供非常全面、更加多维的信息。”东莞理工学院科技创新研究院副院长魏亚东说。　　过去，中国散裂中子源中子检测关键设备依赖国外进口。为实现国产化，自2019年5月开始，散裂中子源科学中心与东莞理工学院共建了先进探测技术联合实验室，联合开展先进粒子探测技术研究。研究团队先后成功突破探测器光纤加工塑形、闪烁屏精密成型和波移光纤端面耦合等一系列关键制造技术。目前，为散裂中子源量身定制的闪烁体探测器已实现批量生产，并通过中子束流测试，关键性能达到相关设计指标，即将安装到谱仪上。　　虽然是定制实验设备，不可能给实验室创造很大的出货量，但在魏亚东看来，为实现批量自动化生产，实验室师生共同研发了独一无二的制造加工设备，将来可以在中子探测器的工程化和装备制造的产业化方面，开拓新的空间。　　影响更深远的“散裂”，还折射在东莞的城市气质上。陈和生清楚地记得，打靶成功当晚，几个年轻人在餐馆用餐，相关的电视新闻正好播出，一个陌生人听闻他们是中国散裂中子源的科研团队后，临走时悄悄为他们结了账。“虽然是件小事，但能感觉到东莞市民对团队的尊重。”陈和生说。　　“源头创新、技术创新、成果转化、企业培育”，如今，东莞打造了全链条创新体系，技术创新活跃度迅速提升：2021年，全市研发经费支出占GDP的比重达到3.54％，位居广东省第二；科技创新综合竞争力挺进全国城市20强… … 　　“科技创新+先进制造”被定义为未来5年东莞的城市特色。“东莞将进一步加大科技创新赋能力度，与粤港澳大湾区其他城市错位发展，形成最佳拍档，扎扎实实推进自身的高质量发展。”东莞市委书记肖亚非说。　　这样的愿景，离不开王生和同事们的努力，离不开中国散裂中子源等大科学装置对科研、产业乃至城市的持续磁吸、撞击、散裂。一个中子与一座城的奇妙反应，还在继续… …