在隆德(Lund)北部平原上,坐落着瑞典全新的超级显微镜——European Spallation Source(ESS,欧洲散裂中子源)。
但它并不是普通意义上的显微镜。
这里不用光,而是利用微小的“中子”来绘制物质最深层的结构图谱。
ESS高级顾问Sindra PeterssonÅrsköld表示:
“我们将能够获得高时间分辨率的详细序列,比如可以实时观察电池是如何充电与放电的。”
瑞典电视台SVT获准进行一次极为罕见的探访,进入公众无法进入的、长达600米的粒子加速器内部。
ESS总干事Helmut Schober表示:
“我们正在向世界证明,欧洲能够建造全球最强大的粒子加速器。”
瑞典与丹麦共同担任ESS科研设施的东道国。该设施目前正在隆德郊外的农田上建设。
瑞典政府还计划追加3.56亿瑞典克朗用于ESS项目。
观察电池如何放电
中子辐射能让研究人员观察原子与分子层面的相互作用。
这对于开发智能材料、更高效的数据存储以及新型电池具有极高价值。
例如,中子可以追踪锂离子在电池中的运动路径。
ESS的仪器未来还能够“窥视”人体内部蛋白质层面的活动。
中子具有“看见”关键生物分子的能力,并能揭示药物在人体中的作用机制。
Helmut Schober表示:
“像新冠病毒和HIV这样的病毒会不断变异,因此快速研发能够阻断新变种的药物极其重要。”
中子将在管道中传输
Schober向SVT展示了一座巨大的实验大厅。未来,中子将在这里通过管道输送到目前正在建造的15台科研仪器之中。
预计到2028年,ESS将正式投入科研运行。
届时,这整个工程的总造价将超过300亿瑞典克朗。
这一数字可以与瑞典政府2026年用于科研与开发的预算进行比较——后者预计约为500亿瑞典克朗。
瑞典与丹麦承担了约一半成本,其余部分由另外11个欧洲成员国共同出资。
甚至可以搬进一座高炉
预计每年将有多达3,000名来自欧洲各地的科研人员携带样本来到ESS。
这些研究可能包括:
*考古学家在不破坏文物的前提下观察千年文物内部结构;
*科学家开发更先进的电动车燃料电池;
*或研发高速列车使用的新材料。
Sindra PeterssonÅrsköld尤其期待能够实时追踪工业制造过程。
她表示:
“其中一台仪器将配备一座高炉,我们可以在其中制造例如火车和桥梁的零部件,从最初阶段开始追踪整个制造流程。”
ESS的发展历程
ESS是由13个国家组成的欧洲合作项目。成员国包括:
瑞典、丹麦、捷克、爱沙尼亚、法国、德国、匈牙利、挪威、意大利、波兰、西班牙、瑞士和英国。
重要时间节点:
1994年
Bertram Brockhouse与Clifford Shull因发展利用中子研究物质结构的技术,获得诺贝尔物理学奖。
2002年
欧洲达成协议,在欧洲建设中子源设施。
2009年
决定将ESS建于隆德。
2014年
ESS在隆德南部农田正式破土动工。
2023年
重达5吨、用于产生中子的钨金属靶轮安装完成,被称为“ESS之心”。
2025年
第一束质子束在ESS长达600米的加速器中成功运行。
2026年
瑞典辐射安全局批准ESS试验性制造中子。
但有关核废料最终储存的问题,目前仍缺乏全国性解决方案。
2027年
第一批中子将正式开始生产。
2028年
ESS正式投入运行。