2023年10月30日，第24届国际先进中子源合作会议在东莞开幕，来自全世界十余个国家和地区的200多名国际顶尖专家参加会议。这是自2007年在东莞举行这一国际顶级科学会议之后，时隔16年再度在东莞举行。16年前，全球第四台脉冲式散裂中子源——中国散裂中子源的筹建工作刚刚开始。如果说16年前的第一次举办，中国散裂中子源的科研工作者主要是“取经”；那么时隔16载后，则是互为学习，取长补短，共同进步。

2012年，巍峨山下偏僻的山坳间，中国散裂中子源还在建设之中，当时只有少数人真正意识到这一大科学装置蕴藏的能量。“有了它，相关领域的中国科学家结束了排队申请使用国外设备开展科学研究的历史。”中国散裂中子源工程总指挥陈和生院士说。

国之重器——从荔枝林到中子源

《奥本海默》的上映，让橡树岭国家实验室再次进入国人的视角。橡树岭国家实验室是美国能源部所属的一个大型多学科研究国家实验室，位于田纳西州橡树岭。此实验室成立于1943年，最初是作为曼哈顿计划的一部分，以生产和分离铀和钸为主要目的建造的，原称克林顿实验室，2000年4月以后由田纳西大学和Battelle纪念研究所共同管理。

橡树岭国家实验室长期从事能源研究，拥有高通量同位素反应堆(High Flux Isotope Reactor，HFIR)、橡树岭电子直线加速器(Oak Ridge Electron Linear Accelerator，ORELA)和散裂中子源(Spallation Neutron Source， SNS)3个中子源。高通量同位素反应堆曾经提供了世界上最高的恒定中子通量。

脉冲散裂中子源技术复杂、造价高、实验难度大。此前，世界上只有三个国家拥有这样的装置，分别位于英国卢瑟福实验室、美国橡树岭国家实验室以及日本在茨城县东海的实验室。

在东莞松山湖，有一座巍峨山。如今，一片郁郁葱葱的荔枝林里建成了全球第四台、我国首台脉冲式散裂中子源，源头创新的引擎在巍峨山下点燃。由国家发改委支持建设，我国迄今为止已建成单项投资规模最大的大科学工程——中国散裂中子源（CSNS），其建成使得我国成为继英国、美国、日本之后，世界上第四个拥有散裂中子源的国家。

直径只有原子的十万分之一，质量为1.6749×10^-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。X射线能“拍摄”人体的医学影像，而在材料学、化学、生命科学等领域，科学家们更希望有一种高亮度的“中子源”，能像X射线一样“拍摄”到材料的微观结构。散裂中子源就是利用中子来探知微观世界的工具。

2012年至2017年的6年间，在东莞的松山湖科学城群山之中，“国之重器”中国散裂中子源从一片荔枝林中“长”了出来。

早在20世纪90年代末期，中国科学院高能物理研究所和中国原子能研究院的老科学家就指出了建设散裂中子源对国家科技发展的必要性。此后，散裂中子源被列入国家“十一五”的大科学装置建设计划。2006年，散裂中子源选址广东，这也是我国的大科学装置首次落户珠三角地区。

中国散裂中子源是国家“十二五”期间重点建设的大科学装置，填补了国内脉冲中子源及应用领域的空白，为中国材料科学、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术研发提供了强有力的研究平台，对满足国家重大战略需求、解决前沿科学问题具有重要意义。

集聚——从中子源到科学城

2017年秋天，中国散裂中子源首次打靶成功获得中子束流。1年后，中国散裂中子源通过国家验收，正式运行并向国内外科学家、工程技术人员、工业企业开放，根据他们实验和项目的科学价值分配使用时间。

以往中国没有散裂中子源时，我国科学家都要到国外排队申请做实验，使用时间还未必能满足需求。很多核心关键设备，比如重要设备的部件、高铁的轮轴等不能出国进行实验。中国科学院院士、中国散裂中子源工程总指挥陈和生描述过这样一段经历：他曾为探究锂电池性能到访日本散裂中子源实验站，但对方拒绝其参观，“因为你们是竞争对手”。他当时就暗下决心：“回国后我们自己做！”

时间回到2000年7月，时任中科院院长的路甬祥访问英国卢瑟福实验室的散裂中子源后，委托中科院数理学部成立院士专家咨询组，就我国发展散裂中子源的意义、必要性、可行性等进行咨询，使中国散裂中子源进入实质性推进阶段。咨询组经过一年多的研究与讨论，在4次研讨会的基础上，形成了《关于我国发展散裂中子源的咨询意见》。这一意见得到中科院领导的充分肯定和支持，并指示中科院着手酝酿建造我国自己的散裂中子源。

2002年，由中科院物理所和高能物理所承担的散裂中子源概念研究启动。在中国科学院专项预研经费、国家自然科学基金、国家“973”计划支持下，中科院高能物理研究所和物理研究所近百名科技骨干通力合作，中国散裂中子源项目总体设计方案不断优化，在国内外专家的多次论证、评审中得到一致肯定。

中国散裂中子源由一台负氢离子直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站、多台中子谱仪及相应配套设施组成。在装置的起点，直线加速器长达200米的隧道一眼望不到尽头，这里排列着各种颜色、连接各种管线的复杂设备。科研人员首先使用氢气产生负氢离子，即多了一个电子的氢原子，并将它们在直线加速器里加速。

2017年8月，中国散裂中子源首次打靶成功。从地下17米的加速器隧道到靶站谱仪大厅，质子束轰击重金属靶后，瞬间产生的中子束流脉冲又短又强，中子经过慢化后，再引入一台台谱仪中。蓝色、橙色、绿色、紫色……多台谱仪以靶站为中心，像太阳花的各色花瓣一样向外伸展。中子被引入谱仪后，和其中样品材料的原子核相互作用，产生散射。通过测量散射的中子，可以研究样品的微观结构和动力学。

以这一国家大科学装置为核心，东莞高标准规划建设了约90.5平方公里的松山湖科学城。此后，由中科院院士王恩哥领军的松山湖材料实验室、中国科学院物理研究所珠三角分部率先成立；松山湖材料实验室粤港澳交叉科学中心也应运而生。

金属疲劳、可燃冰、磁性材料……诸多领域的基础研究与关键问题攻关都离不开散裂中子源。中国散裂中子源已完成的用户实验课题，涉及大型工程部件残余应力和服役性能检测等，为许多高性能结构材料攻关提供了关键技术平台。

归来——从橡树岭到巍峨山下

2002年，年仅20岁的童欣从中国科学技术大学近代物理系本科毕业，而后又远赴美国印第安纳大学攻读博士学位。顺利取得博士学位之后，他还直接被美国橡树岭国家实验室破格聘为正式研究人员，受命负责组建和发展极化中子团队。期间，童欣在极化中子领域做出了多项国际瞩目的成果。

2008—2018年，正是中国散裂中子源从规划到建设落成的时间，在美国田纳西州，童欣围绕当地的散裂中子源装置，进行了10余年的科研工作，并且取得了国际领域的不小成果；在他的带领下，团队研制出的中子极化系统领先世界，成功应用于多个散裂源和反应堆的中子谱仪；团队设计并搭建的首台基于在线极化氦3系统的整套极化中子成像装置，填补了国际空白，创造了新的科技“潮流”！

童欣一方面开展科学研究工作，另一方面时刻关注中国散裂中子源项目的建设进展，并做好归国准备。

2012年，童欣首次知道中国散裂中子源装置的消息。

2017年8月，中国散裂中子源首次打靶成功的消息引起了身处大洋彼岸的童欣的格外关注。童欣当下就决定：要回家。

在中国散裂中子源工程总指挥陈和生院士的邀请下，童欣携家人登上了归国的航班来到东莞，他说：“中国散裂中子源在哪里，我就在哪里。”当年12月，童欣第一次来到东莞松山湖这片创新高地，便震惊于当时热火朝天的建设景象，“进展超过了我的预料！大型装置建设得很漂亮，工作环境也很好”。

2018年，中国散裂中子源建成，童欣再次与陈和生院士取得联系，商谈回国工作事宜。这一年的9月，童欣入职中科院高能所，开启了科研新征程。在美国生活了10多年的他，一回到中国立即实现了工作和生活的无缝对接，高效投入工作，他说：“科学没有国界，但科学家有祖国。在祖国做科研，我内心更踏实也更有动力。”

童欣领导的科研团队中，不仅包括了从发达国家回国的技术团队成员，还有海外留学归国的博士，也不乏几位来自欧美、印度的研究人员和学生。

建立具有国际先进水平的极化中子平台，负责设计建设国内第一台非弹性中子散射飞行时间谱仪，担任中国散裂中子源样品环境系统负责人……自2018年回国，入职中国科学院高能物理研究所，童欣就马不停蹄地开展科研工作，科研成果稳定输出。

极化中子应用是未来中国散裂中子源应用的重要领域之一，是研究复杂磁性、高温超导等的强有力手段；极化中子技术衍生的自旋标定技术，可以显著提升中子散射的测量范围和测量分辨率，已建和规划的20条谱仪中，部分将具备极化中子功能，促进极化中子技术相关应用的开展。极化中子技术和设备过去是依赖国外的。

几年时间，童欣将团队建设好了，相关的设备都研发好了。在中国科学院的支持下，建立了具有国际先进水平的极化中子平台，其中极化气室制作、极化气体核磁共振系统、极化中子翻转器等具有国际领先水平。

作为中子期刊 Journal of Neutron Research 唯一的中国籍副主编，也是国际样品环境组织唯一的中国籍理事，童欣回国后，他以召集人和大会主席的身份举办了两次极化中子和一次样品环境国际会议，邀请了逾百名外国专家参会，极大地提升了我国相关领域的国际地位。童欣坦言：“现在我们的极化中子技术在国际上属于领先水平。可以说，科研方面，我已经完成了当初回国设定的目标。”

童欣的回归还引发了中国散裂中子源的“磁吸效应”，越来越多的科学家也选择了回到祖国。不仅吸引国内的专家人才回国，更招揽世界各地的外籍人才。走在园区里，你可以看见来自世界各地的科研人才——德国、埃及、印度……不仅让东莞这座城市更加与国际接轨，更让中国成为外国人才的科学圣地，来此探求新的发展和机遇。

回到祖国的他参加过东莞市第11届英语口语大赛，也常在单位打羽毛球，抑或是带娃打打网球，也在松山湖科技精英网球赛中和其他科学家切磋交流。让童欣感触较深的，除了这座城市的科创潜力，还有宽松包容的科研环境。在童欣眼里，这座城市宜业也宜居。这里‘软硬环境’兼备，中国散裂中子源也充满了无限机会与发展可能，为年轻科学家提供了成长成才的空间和舞台。在松山湖科学城做科研，生活配套支持十分到位，让他和团队成员可以安心开启新阶段的科研工作。

从“0”到“1”，从中国散裂中子源落地，到松山湖材料实验室布局，从大湾区大学（筹）选址，到香港城市大学（东莞）落户，还有一批批像童欣一样的科学家集聚而来，东莞松山湖科学城的宏伟蓝图正加快实现。

记者观察：“大科学装置”的人才效应

从中国散裂中子源到童欣的归来，是一个大科学装置和一个归国科学家的不同视角切面。

据统计，从2020年到2023年的5月，已经有数千名科学家重返祖国。在这之中，就包括了大数学家丘成桐、新能源顶级专家潘锦功和物理学家牛谦等顶级科学家。

如今越来越多的优秀人员回到中国，不仅是因为越来越多的优秀学子，想要像前辈一样为国做奉献，更是因为中国取得的一系列成就，让众多人才看到了发展希望。

如今，中国的科研环境已经得到了巨大改变，中国持续为优秀科学家们提供更广阔的发展空间。

随着人类探索未知进程的不断推进，科学研究的复杂性、交叉性、融合性日益增强，对先进仪器设备的依赖程度越来越大，尤其是在前沿技术引领、颠覆性技术突破等方面，大科学装置已成为重大原创科技成果产出的重要条件。

大科学装置的独特优势，不仅在于“机器”，更在于“人才”。作为科技创新基础平台，大科学装置在设施的建设、使用过程中，培养和造就了一大批顶尖科学家和优秀青年科技人才，具有强大的人才集聚和培养能力。

进入21世纪以来，物理学界取得的重大突破，发现中微子振荡、发现希格斯玻色子、发现引力波……都是基于大科学装置取得的。正因如此，大科学装置在全球范围内成为凝聚人才、吸引人才的高地。

重大科技基础设施，通常被称为“大科学装置”，是支撑基础科学前沿研究和多学科交叉前沿研究的公共平台，主要为用户开展原始创新提供科学服务，其主要产出是科学知识、技术成果和人才队伍。

在中国散裂中子源，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。

出品：松山湖融媒体中心

来源：《创想者·松山湖》

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