近日，中國散裂中子源（CSNS）團隊在加速器與探測器領域國際權威期刊《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A》（NIM-A）上發表了題為"Design?and construction of the China Spallation Neutron Source"的論文，系統介紹了CSNS一期工程的設計理念、關鍵技術突破和建設經驗。該論文的發表標志著我國首臺脈沖式散裂中子源裝置的科學價值與工程技術成就獲得國際同行高度認可。
國際先進的大科學裝置
CSNS是我國“十一五”建設的國家重大科技基礎設施，由中國科學院高能物理研究所承擔設計與建設，中國科學院物理研究所為共建單位。作為發展中國家建設的首臺脈沖式散裂中子源，CSNS采用80 MeV直線加速器（Linac）與1.6 GeV快循環同步加速器（RCS）的組合方案，靶站功率設計為100千瓦，填補了我國在脈沖中子應用領域的空白。論文詳細闡述了團隊如何在有限預算和無高功率質子加速器經驗的挑戰下，通過創新優化設計實現高性價比建設，并為二期升級（CSNS-II，目標500 kW）預留技術空間。
高效建設與穩定運行
CSNS于2011年9月啟動建設，2018年3月提前完成全部調試任務并達到驗收指標。論文重點介紹了超低發射度直線加速器、高穩定性快循環磁鐵系統等核心技術的自主攻關歷程，以及通過國際合作解決靶站關鍵材料的實踐經驗。裝置投入運行后性能持續提升，2024年束流功率已達170 kW，遠超一期設計指標，目前累計完成2000余項用戶實驗，在諸多科研領域滿足了國家戰略需求。
國際影響力與未來展望
NIM-A期刊的文章審稿人評價稱：“這篇文章具有很高的質量，充分展現了CSNS團隊在設計、建設、調試和運行這一世界級大科學設施過程中所付出的巨大努力。”目前，CSNS二期工程已納入國家“十四五”規劃，并已于2024年1月開工建設。據悉，二期工程將在目前已建成的中國散裂中子源裝置基礎上增設科研設備，將主要建設11臺中子譜儀和實驗終端，建成后中子譜儀數量將增加到20臺，并新增國內首臺繆子實驗終端和高能質子實驗終端；同時，加速器打靶束流功率將從一期的100千瓦設計指標提高到500千瓦。未來將推動我國中子散射技術邁向國際第一梯隊。
論文通訊作者、CSNS一期工程總指揮陳和生表示：“團隊將繼續優化裝置性能，同時推動原創性方法學研究，為粵港澳大灣區國際科創中心建設提供關鍵支撐?！?
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