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中子衍射,一场惊心动魄的中子历险记

2022-07-01 10:00     来源:中国原子能科学研究院     散裂中子源 中子衍射

“其实,我也没有想到会是这个结果,一切都发生得太突然了!”

一片混沌中,我睁开了双眼,我是谁?在哪里?迷茫中,我不知所措,恍惚间开始了奇妙的探险。

眼神稍定,我才发现一起出生的兄弟姐妹们都不见了。明明是一起出发的,现在却只留下我与那些长相相似、却又不是同时出生的伙伴们一起启航。直到后来我才知道,当时的兄弟姐妹们早已怀着一片热忱,以我不能企及的速度过完了短暂而又绚烂的一生,宛若天空中的流星,转瞬即逝,美妙非凡。而那时的我对眼前的一切充满好奇,于是稍做准备便轻装上阵,奔向这个新奇的世界。

成长的道路曲折坎坷。出发没多久,我便遇到了困难,身边的环境陡然间发生了巨大的变化,我不得不在万马奔腾的浪潮中横冲直闯。渐渐地,同行的伙伴越来越少,有些是疲于躲避而半途而废,有些在一出门时就遭遇了飞来横祸(重原子)。我虽凭借灵巧的身姿和一点点运气躲开了这些阻碍,却也不自觉地放慢了脚步(快中子在面对重原子时,会被迫减速),悟到了“生活总会让我们学会取舍”这个道理。

当我开始对这个世界越来越熟悉、以为往后余生尽皆如此时,内心不禁失落,脚步也变得沉重。而这时,一个小小的惊喜激荡了我的心绪,使我重燃斗志。我清楚地记得,那是我自出生以来最开心、也是最悲痛的一天。那日,我怀着满身疲惫,步履蹒跚地走在路上。恍惚间,一道金色的光线忽然穿过眼前的混沌,犹如旭日初现,射进我的双眼。仿佛在漫漫长夜中,突然见到了意料之外的黎明。我内心深处对美好世界的向往一下子被唤醒了,兴奋、欣喜涌上心头,当我仰起头、闭上眼,正准备尽情享受阳光的温暖、感受这世间赐予的美好时,一支来势汹汹的队伍(轻原子)向我们袭来,令人猝不及防,使我们来不及停留片刻。

同行的小伙伴没有任何防备,以为这风和日暖便是生活的补偿,于是在一路探险中逐渐停下脚步,没想到却被永远“驻足”在这“温柔乡”。而我立即反应过来,闭着眼便冲了出去。直到后来,与一个改变我生命轨迹的大个头“铁(Fe)”谈心的时候,才知道当时那些与我们个头差不太多、又让我们心有余悸、谈之色变的队伍,叫作“氢”和“硼”,他们轻而易举地掳掠了我的兄弟姐妹(遇到轻原子时,中子会被大量吸收)。

好不容易闯出“生命禁区”,我却又不幸身陷一处牢笼。在一面光亮却无法冲破的“镜子”(中子导管)前,我是满心惶恐的逃亡者,只想早点离开这诡异的世界。不知奔波了几个日夜,我终于逃离出来,而心中重获自由的喜悦还没有完全舒展开来之时,便一头撞上了一堵软塌塌的“墙”(单色器),让我来了一个90度的大转弯,身体也不停地翻滚起来,眼瞅着一声“啊!”字还未说完,口水便已经甩了出来。

头昏脑涨间,好像听到有什么声音在谈论我们,言语间流露出见到我们的兴奋。当时的我脑袋嗡嗡,身体还在不停翻滚,只依稀感觉有谁在指着我们大喊“中子出来了!中子出来了!”

这时我才知道自己的名字叫“中子”。这是我第一次感觉到这个世界还有人注意到我们的存在,当我还在疑惑自己身处何处时,突然看到一排更小、光亮、诱人、恐惧的洞,正在迎接我们……

中子衍射应力谱仪示意图(制图:李眉娟)

这段惊心动魄的中子历险记,就是一次中子衍射的过程。

中子衍射利用反应堆或散裂中子源产生的中子,经过各类导管到达单色器上,经单色器聚焦后在试样(文中的大个头“铁——Fe”)上产生衍射,经过准直器(中子之后的困难)才能到达探测器上,显示试样的衍射信息。中子衍射相关信息能够得到材料内部应力、取向信息等,可为航空航天等领域新材料研发,材料性能测定等应用提供强大助力。

后记:在闯过了重原子、轻原子设下的重重阻碍,以及来自中子导管和单色器的挑战后,小小的中子终于知道了自己的名字,接下来等待它的危险又会是什么呢?它能否在一路惊奇的探险后揭示自己的身世之谜呢?让我们拭目以待!



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