1998年6月，德国一辆城际快车意外出轨，导致101名乘客死亡。调查发现，悲剧的元凶竟然是老化的车轮内部形成的裂纹。其实，无论是高铁的轮轨，还是飞机的涡轮、机翼，都存在着应力——它看不见摸不着，却决定着飞机、高铁等大型装备的安全和寿命。把它研究清楚，成为从根本上避免类似灾难发生的关键。

科学家们发现，一种先进的大科学装置可以帮助他们“捕捉”到大型部件中的应力，这就是散裂中子源。日前，中国散裂中子源首次打靶成功，获得了中子束流，标志着这一大科学装置正式进入试运行阶段。中国科学家再也无须借助美国、英国和日本的散裂中子源装置进行研究，我国成为世界上第四个拥有散裂中子源这一“超级显微镜”的国家。在9月1日召开的新闻发布会上，中国科学院院士陈和生仍难掩激动：“首次获得中子束流的目标原定于今年秋天，如今提前实现，且调试进度大大超过国际上其他散裂中子源调试过程，这样的结果令人振奋。”

看穿物质微观结构的利器

8月28日上午10点，在位于广东省东莞市大朗镇的中国散裂中子源靶站谱仪控制室里，工程总指挥陈和生一声令下，从加速器引出的质子束流首次打向金属钨靶。科研人员们紧张地凝视着控制系统的屏幕，期待见证工程历史性的一刻。10点56分，科研人员在靶站6号和20号中子束线中分别测量到中子能谱，散裂中子源顺利获得中子束流。

“完全符合计算，试验一次成功，比预想的还要顺利！”陈和生说。

理解散裂中子源，要从中子开始。中学物理课本中讲过，世界上的物质由分子和原子组成，而原子内部有原子核。原子核中就包含了中子。中子不带电且对某些原子核非常敏感的特性，使得它能够“拍摄”到材料的微观结构和内部运动规律，因此可以成为科学家们探测各种物质分子内部结构的“探针”，散裂中子源也被科学家们形容为“超级显微镜”。

“假如将一个物质的分子比喻成一张大网，那原子核就是网中的节点，我们可以对这个大网抛出许多中子‘弹珠’，有的‘弹珠’会穿过这个网的孔，有的‘弹珠’则和网中节点、线发生碰撞，飞向不同方向。如果能够把所有‘弹珠’的轨迹都测量清楚，通过计算，便可以反推出网的结构，‘球’扔得越多，网的结构描绘越精准。”陈和生对散裂中子源原理给出了通俗的解释。

用于探测物质结构的中子需要被大量制造，但中子十分不稳定，平均寿命不到15分钟，无法被直接用于科学研究。因此，一种能获得高性能中子的大科学装置——中子源应运而生。过去，科学家曾使用核反应堆制造中子源，随着近年来技术进步和安全评估的要求，散裂中子源成为更优质的选择。