助力“嫦娥七号”未来探月“找水”,中国散裂中子源完成重要科学实验

南方plus客户端

据中国科学院高能物理研究所东莞研究部消息,2022年11月16日—18日,中科院紫金山天文台团队在位于东莞松山湖科学城的中国散裂中子源反角白光中子束流线开展了“嫦娥七号”重要载荷——“中子伽马谱仪”的中子标定实验。

中国散裂中子源园区。

月表的水分布是月球探测的重要科学研究内容。高能宇宙线中的质子轰击月表可产生大量快中子,快中子经过月表结构慢化之后成为热中子或超热中子并向月表周围空间出射。月表周围空间的中子能量分布与月表结构的氢元素含量密切相关,通过在轨测量月表周围空间的中子能谱,可以识别月面的氢元素富集区域,从而间接获得月表的水分布。为准确获得月表水分布,计划发射的“嫦娥七号”月球探测器将搭载中子伽马谱仪对月表周围空间的中子能谱进行精确测量。

“嫦娥七号”中子伽马谱仪探测器由掺硼塑闪组成,可对不同能区的中子进行探测。为保证中子探测器在轨运行测量数据的可靠,初样和正样阶段均须在已知能量和通量的中子束线上对探测器进行效率刻度和能量响应刻度。

通过48小时的束流测试,研究团队获得了“嫦娥七号”中子伽马谱仪原理样机从eV至百keV能区的中子能量响应函数及探测效率曲线,为后续的研究打下了坚实的基础。

研究人员在CSNS中子束流线现场进行探测器调试。

中国散裂中子源是我国首台、世界第四台脉冲型散裂中子源,填补了我国在脉冲中子源及其应用领域的空白。中子具有不带电、穿透力强、具有磁矩、可区分同位素等独特优势,是研究物质微观结构的理想探针,因此散裂中子源被称为“超级显微镜”。

自2018年对外开放以来,装置运行高效稳定,现已完成8轮用户实验共800多项课题,通过聚焦“四个面向”,为航空航天、高铁轮毂、深海潜水器等国家重大需求,以及量子材料、磁性材料、新能源材料、高分子材料及新型药物等国际前沿领域和国民经济主战场提供了重要支撑。

【记者】陈启亮

【图片】黄政正

【来源】中科院高能所东莞研究部

【作者】 陈启亮;黄政正

【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端

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