不久前，中核集團原子能院宣布，他們研制的科學大裝置中國先進研究堆實驗平臺全面對外開放，向全世界征集實驗需求。先進研究堆是利用核反應堆產生的中子來做科學研究的。到目前為止，該平臺已經收到了四十多個申請，項目涉及航空航天、材料、石油等科技前沿領域。先進研究堆能用來做哪些研究呢?

記者來到位于北京房山的先進研究堆這一天，正趕上研究堆開堆運行。進入正在運行的反應堆會不會受到輻射?在物理實驗大廳，記者現場測量后發現，輻射量始終維持在0.6微西弗以下。按照這個數據，工作1400天的輻射劑量，相當于去醫院做一次CT檢查。

這里正在進行的研究有航空發動機葉片、高鐵的車輪檢測，甚至還有西漢的文物。

中核集團首席專家 陳東風：咱們國家這個堆，可能還要面向國家重大需求，解決我們國家的核工業、航天、航空和能源、交通領域的一些問題。

不同于核電站利用反應堆來發電，先進研究堆，是利用核反應堆產生的中子專門來做科學研究。

中核集團原子能院研究員 郝麗杰：中子穿透性非常強，它就猶如孫悟空的火眼金睛，可以透過金屬材料、非常厚重的材料去看見內部的缺陷，這些都是其他射線難以做到的。

先進研究堆于2010年建成。去年，中核集團原子能院對它進行了改造提升，以便全面開放以后更好地服務用戶。

中核集團原子能院黨委書記 薛小剛：我們今年的目標是要運行100天以上，在2024年我們力爭運行在200到250天以上。歡迎國際朋友，到我們平臺上來做科研工作，共同開創一些新的領域。

服務國家重大工程 助力高質量發展

到目前為止，該平臺已經收到了四十多個申請，項目涉及航空航天、材料、石油等科技前沿領域。而在先進研究堆建成后的13年中，已經面向國內50多家科研院所和大學進行了有限的開放。它的主要技術指標中子通量是亞洲第一，世界排名第三。中子通量越大，在實驗中檢測速度就越快，對檢驗的物品也會看得更清楚。這13年中，中子的“火眼金睛”看到了什么?又解決了什么問題呢?

這個高鐵車輪已經跑了100萬公里。但是在運行過程中，殘余應力會導致金屬疲勞、車輪破損。研究車輪殘余應力，過去常用切割法和X射線檢測。通過切割對車輪進行解剖，獲取局部殘余應力水平。但車輪破壞后就不能用了。X射線檢測，只能對表面薄薄的微米層殘余應力進行測試。而利用反應堆的中子，可以提前發現車輪的金屬疲勞，預防安全事故。

中核集團原子能院高級工程師 李玉慶：我們可以不用破壞整個輪子，然后測到深度大概40毫米距離的深部的應力的分布。中子最大的特點就是無損檢測。

通過中子檢測，原子能院團隊在國內首次完成了國產高鐵車輪殘余應力實驗。這次，獲取到了關系高鐵運行安全、性能評價的關鍵數據。

中國工程院院士 王海舟：信息采集完以后，對于高鐵車輪服役狀況的預測、對于將來延長使用壽命都有很好的作用。對車輪將來結構的設計，以及車輪的整個成分組織結構的改進都會有很好的作用。

面向未來，先進研究堆在科技前沿領域還大有可為。因為中子射線對蛋白質幾乎沒有損傷，科學家們正在利用中子，研發一種治療手足口病的藥物。此外，中子還在新材料領域大顯身手。借助中子，科研人員能看清粉末狀的電池材料內部的原子是如何分布的，通過研究來改善鈉離子電池的續航和快充性能。

中國科學院院士 張煥喬：我們國家投資了10億人民幣建造了這個高中子通量的先進反應堆，同時又在反應堆上投資了5億多人民幣，建成了15臺先進中子譜儀。這個裝置在國際上應該說是具有很強競爭能力的中子科學平臺，所以應該得到充分的應用。我相信這些譜儀的利用能夠在多學科取得巨大的成就。

中子“拍照”后形成玫瑰花影像

一朵玫瑰花，很多人不陌生，而通過中子的“火眼金睛”，我們看到的可能是不一樣的花朵。

中子“拍照”后形成的玫瑰花影像，能看到花瓣上細微分布的脈絡，更深層次領略自然的神奇。正是因為中子有穿透性強的本領，它們也被用到更多的領域，比如給文物“拍照”，幫助專家精準修復文物。

中子成像助力文物修復

漢代，人們習慣于席地而坐，席子也是古人常用的生活用具。席子不僅容易卷邊，起身時還會移動，因此席鎮應運而生。北京大學考古文博學院在準備修復這個文物時，就遇到了難題。文物被這些含銅的腐蝕物覆蓋了，看不出它本來的樣子。于是，他們委托賀林峰團隊對席鎮進行中子成像。

北京大學考古文博學院副教授 胡鋼：當時的制作工藝是怎么樣一個過程，我們特別想知道。我們在保護修復過程中，每一個細微的環節，如果操作不當，有可能把它的信息給破壞或者改變。

中子成像后，賀林峰團隊通過影像學，去除了表面的腐蝕層，這件2000多年前的文物露出了它原本的面貌。鍍銀的紋飾、羽毛的紋路、動物的造型栩栩如生。

北京大學考古文博學院副教授 胡鋼：中子成像的結果明確顯示，下面應該是用了某一些膠結材料把它進行有效的固定，這個很有意義，在保護修復當中我們就可以更好注意。從科技價值認識來說，我們能夠更好地把這件器物的制作工藝呈現出來。

下一步，北京大學考古文博學院還將利用先進研究堆，對“南海一號”沉船上的鐵器、陶瓷碎片進行中子成像，找出這些在海洋底下浸泡了800多年的鐵器、瓷器內部的銹蝕點，以利于更好地修復文物。

中核集團原子能院研究員 賀林峰：我們每天都可以碰到不同的用戶，會講他們不同的科研故事，這個對我們來說是一個非常興奮、非常有意思的事。實際上每一個對象對我們來說都是一個盲盒，永遠不知道有什么新的發現。