中子测井仪

中国石油集团测井有限公司（以下简称“中油测井”）坚持高水平科技自立自强，深化产学研用融合，集成优势技术，提升研发效率，加快增强核心功能、提高核心竞争力。2023年，中油测井聚焦装备制造高端化、智能化、绿色化发展，建成4条自动化加工线，推进装备升级换装，全链升级制造产能。自研的260摄氏度声波测井换能器、175摄氏度中子发生器通过了高温测试；2条天津射孔枪自动化生产线提效2倍，射孔枪出口海外39.6万米；成像探头形成自动装配能力，同比提效2.5倍；“先锋”射孔器材远销40个国家。中油测井发布测井创新基金10项，与科研院所、石油院校、高新企业共建创新联合体，获批成为国家自然科学基金依托单位，推进研发平台建设，形成“室内高精度联测+井场高保真快测”非常规岩芯油气实验体系。以荔参1井测井试验基地为主体，中油测井正在加快推进刻度实验、检验检测条件平台建设。同时，中油测井加大基础研究和前沿技术领域研究，邀请中国工程院院士咨询会诊，中油测井博士后科研工作站揭牌，高效推进十大科技项目，推行完全项目制管理，深化“平台+项目”管理，建立公司自主研发技术评估认可机制和成果发布平台。智能测导、高温快测等成果被认定为国际先进，8项技术成果获评中国石油自主创新重要产品。中油测井加速科研成果转化创效，针对高温高压、狭小空间、特殊介质等应用场景，推进补强能源技术装备短板等重大科研任务攻关。CPLog成套装备亮相国家科技创新成就展，CIFLog测井软件建成全球规模最大的测井专业数据库，光纤测井自主处理软件LogFOS打破国外技术垄断，超高温高灵敏度声波测井换能器实现进口替代，耐高温测井芯片、高性能中子管等“卡脖子”技术取得关键性突破。

p　　12月21日，中国石油测井公司传出消息，公司自行设计建造的3条多频a title="" href="http://www.instrument.com.cn/zc/nmr.asp" target="_self"核磁共振/a测井仪器调试生产线，如期建成投产。这是目前国内技术含量最高、制造工艺最复杂、精度要求最高的测井仪器生产线，年产量可达12套。/pp　　多频核磁共振测井技术能有效解决复杂储层和非常规油气储层孔隙结构分析和流体性质识别难题，是当今全球服务费最高、储层评价效果最好的测井技术之一。为打破国外公司依靠技术垄断优势长期以高昂的价格向国内提供测井服务和仪器销售的局面，测井公司联合国内科研院所、大专院校开展技术攻关，于2014年成功研制出具有自主知识产权的多频核磁共振测井仪，实现了产品定型和试投产，并制定了行业标准。/pp　　多频核磁共振测井仪在长庆、华北、青海、吐哈等油田投入生产应用后，整套系统的重复性、一致性、稳定性良好，资料优质，孔隙度、流体识别等主要技术指标均与国外同类产品相当，整体达到国际先进水平，因而迅速成为国内测井市场上的抢手货。/pp　　为有效满足油田规模测井服务需求，这个公司充分发挥资源优势，科学规划，合理安排，仅用半年时间就高质量建成了3条调试生产线，成为中国石油集团首家拥有批量制造核磁共振测井仪器能力的企业。截至目前，测井公司生产的这一产品已累计向油田用户交付7套，在产11套，平均单套成本比国外同类仪器低60%左右。br//p

11月21日，由中油测井公司自主研发且具有自主知识产权的MRT型核磁共振测井仪，成功完成了在青海油田首口井&mdash &mdash 跃更X井的试验测井，将成为青海油田在低、难、深领域评价复杂储层的&ldquo 撒手锏&rdquo 。　　据介绍，这种新型测井仪器已在长庆、华北油田试验获得成功，将打破国外测井公司对核磁测井技术的垄断。仪器总长12.4米，主要由电子线路、核磁探头和储能短节3部分组成，最大探测深度22厘米，适应最高温度155℃，适应最高压力100兆帕，具有精度高、稳定性强、测量模式灵活的特点，是中油测井公司推出的解决复杂储层评价难题的利器。　　在青海油田的投产试验中，青海测井事业部通过与技术中心密切协作，圆满完成了跃更X井的现场测井试验。利用专用解释软件处理后，T2谱清晰直 观，孔隙度计算准确，孔隙结构刻画清楚，而且可用差谱、移谱分析准确识别流体性质，经相关专家鉴定，仪器稳定可靠，资料品质上佳，完全能够满足复杂储层的评价要求。

“过去只见过在医院里给患者做核磁，这次给岩芯做核磁，我还是第一次干。”5月8日，在中油测井天津分公司工程技术交流会上，从事一线工作近20年的作业队长周海对负责该项目解释评价的工程师宋连猛说道。周海提到“给岩芯做核磁”设备，是指中油测井自主研发的车载岩石物理实验室搭载的移动式岩心核磁共振测井仪器。宋连猛看着岩芯说，“别看这一颗颗小岩芯个头不大，里面蕴藏的内容可丰富极了，这些从数千万年、乃至上亿年的地下取出的样品，不但拥有多种矿物组分，还隐藏着地质变迁、油气成藏、乃至地下环境分布的‘大秘密’！”位于大港油田的测井作业现场 姚东江 摄位于大港油田的测井作业现场 姚东江 摄在5月8日刚刚完成的中国石油某重点风险探井测井作业中，随着按照采样深度向岩芯分组送入仪器，各项复杂数据和曲线也精准被测出。接下来，解释评价人员将对各类数据进行综合比对和分析，在不同层位分析出相关数据和参数，为油气井射孔和试油提供数据支撑。据了解，该项装备可实现在现场对井下岩芯进行快速、连续、无损、高精度的一维与二维核磁测量与资料快速处理解释，可以获取地层孔隙度、孔隙结构、流体性质、含油饱和度等地质信息。自今年初步应用以来，已在河北、陕西、辽宁等地多次完成作业，助力多口油气井实现油气资源的评价和开发。解释评价工程师对岩芯进行检查 姚东江 摄解释评价工程师对岩芯进行检查 姚东江 摄“咱们国产核磁装备已经从单一的下井测量，发展至车载和便携式，测量越来越精准，使用越来越方便。今后，我们会为更多的地层和岩芯做核磁，为地质分析和资源开发提供更优质的数据支撑。”宋连猛自信地说道。

3月15日中石油勘探开发研究院传来消息，由李宁创新团队研制的渗透率测井仪原型机在华北任91标准井首次下井测试成功，在深度3925米、温度148摄氏度的裸眼井段采获高质量渗透率测井资料，标志着我国在这一重要领域的研究迈出从“0”到“1”的关键一步，为渗透率测井成套装备研制奠定了坚实基础。渗透率测井仪原型机依托集团公司基础性前瞻性项目，由中国石油勘探开发研究院牵头，联合中国石油大学（北京）和中油测井公司共同研制。此次下井测试由中国石油测井院士工作站负责总协调，中油测井华北分公司调用CPLog地面系统配合完成。孔隙度、饱和度和渗透率是油气勘探开发的三大关键参数。孔隙度和饱和度测井两大系列已工业化成熟应用，但井下地层连续深度渗透率测量装备却一直未能取得突破。2009年，李宁院士首次提出渗透率测井研究的创新思路。他带领团队积极开展国际合作与企校联合，历经15年持续攻关，在井下渗透率实验测量、理论方法和软硬件研制等方面取得多项重要突破。此次渗透率测井仪在华北任91标准井成功测试，对加快形成具有完全自主知识产权的渗透率测井重大装备、实现核心技术自主可控、推动测井学科实现跨越式发展具有极为重要的意义。

据《中国能源报》8月9日报道 　日前，由中国石油集团测井有限公司 (简称“测井公司”)自主研发的MCI5570微电阻率扫描成像测井仪从西安首次发往俄罗斯，实现了国产成像测井仪器在俄罗斯测井市场应用零的突破。　　MCI5570微电阻率成像测井仪是测井公司2008年正式向国内外市场推出的成像产品 之一，可用于解决裂缝识别及评价、薄层评价、岩性划分、沉积相分析、构造分析和地层各向异性评价，增强解决复杂地质问题的能力。主要技术指标与效果达到国外同类仪器技术水平。　　目前，国内仅测井公司拥有自主知识产权的微电阻率成像测井仪器。该仪器已经出口到印度尼西亚和乌兹别克斯坦市场并投入应用，取得了良好的应用效果，也获得了俄罗斯地球物理公司TNG公司的关注和青睐。2010年5月7日，测井公司和TNG国内代理商签署了“MCI5570微电阻率扫描仪器销售及技术服务”合同。按合同约定，测井公司还将为TNG公司提供2—3年的测井操作、仪器维修加资料解释服务。该仪器的成功销售，为测井公司拓展俄罗斯及周边地区测井装备销售和技术服务市场奠定了基础。这种以仪器销售为依托，开拓新兴国际市场的模式，将对测井公司今后快速拓展国际测井服务市场具有重要借鉴意义。　　俄罗斯的石油产量位居世界第二，石油工程技术服务市场广阔。但由于种种原因，中国石油企业进入俄罗斯市场开展业务难度很大。为此，中石油集团公司鼓励各个专业公司积极开拓俄罗斯业务，目前只有东方物探在俄罗斯开展了业务。测井公司这次能进入俄罗斯市场，实属不易。

11月6日，塔里木油田山前克深区块传来好消息，中油测井塔里木分公司首次将国产超高温高压CPLog小直径系列仪器应用于塔里木油田，并获得成功。在8053米深度，该仪器经受住了180.5摄氏度超高温和147兆帕高压的考验，一举打破了国内CPLog系列仪器固井质量测井最深纪录，采集的测井资料获得了甲方认可和应用。　　该仪器是中油测井自主研发制造的超高温高压小直径测井仪器，耐温可达到230摄氏度，耐压170兆帕，其外径仅76毫米，比常规测井仪器外径小了14.6%，可以在复杂井眼条件下测得更深，准确识别地层岩性，帮助解释评价人员有效划分储层，精确计算储层孔隙度、渗透率、饱和度等参数。　　超高温高压CPLog小直径系列仪器在克深区块的成功应用，打破了之前塔里木油田超深井测井完全依靠进口仪器的局面，书写了国产测井装备逐步承担超高温、超高压、超深井测井任务的新篇章。

“我们自主研发的旋转导向仪，能引导钻头像‘贪吃蛇’一样，在地下几千米坚硬的岩石里自由穿行。”近日，中国石油集团测井有限公司长庆分公司随钻测井项目部党支部书记丁凡向记者介绍。日前，该公司自主研发的智能旋转导向仪器在长庆油田成功应用。据了解，该公司承担完成了长庆油田丹平某井随钻测井任务。作业过程中，中油测井自主研发的智能旋转导向仪器通过实时上传伽马成像参数的变化趋势，及时动态调整井眼轨迹，准确识别储层变化、精准追踪储层“甜点”，取得了砂体钻遇率100%的佳绩。据介绍，旋转导向技术是石油工程领域的高新技术，代表着世界最先进发展方向，在水平井、大位移井等高难度的复杂井得到大规模应用。该公司自主研发的旋转地质导向仪器，经过多年技术迭代升级，成为目前全球仪器串最短的旋转导向仪器，并且结构简单、操作方便、使用安全。仪器串只采用一个扶正器，有效降低了井下作业安全风险。该设备推广应用后将助力油田水平井规模开发提速提效。

3月4日，当得知深地塔科1井钻探深度突破10000米大关时，马雪青激动不已。马雪青是中油测井制造公司一级工程师，也是深地塔科1井四开测井电成像仪器保障组组长。她主要负责200摄氏度、170兆帕超高温高压小井眼电成像测井仪的研发、试验和保障工作。为满足深地塔科1井的测井耐温耐压指标要求，该仪器提前一年就完成了研发。2023年底，两支样机经高温测试和标准井功能验证后，从西安奔波2800余公里，与马雪青同时抵达轮台基地。可万万没有想到，经过验证的仪器来到塔里木却“掉了链子”，出现主电流突增通信中断、极板电路供电电源微跳等问题。马雪青对自己说：“必须在一个月内完成所有整改工作。”她逐一分析原因、查找源头，很快就设计出工艺、算法、电路的改进方案，带领团队对仪器进行整改。不料，整改后的仪器在接受万米井验收井——满深11井的检验时，仪器极板图像依然欠佳，地质信息显示不全。满深11井与深地塔科1井的四开井况相似，只有过了这一关，仪器才能具备挺进万米深井的能力和实力。走路、吃饭、睡觉……马雪青脑子里想的都是这件事。一天中午吃饭时，她发现这里的饭菜比西安的咸一些，这激发了她的灵感：“与之前的试验井相比，塔里木的两口试验井泥浆矿化度高，仪器可能是‘水土不服’。”马雪青立刻返回厂房，用食用盐水模拟井下环境，将极板放置其中，终于发现了问题，找到了症结。随之，她带领团队改变了仪器下回路地线结构和极板内部地线安装方式，这一次，仪器终于在高对比度井眼环境中通过了验证。目前，中油测井自主研发的电成像、密度、能谱等6种12支测井仪器均已通过试验验证，准备就位、整装待发。

5月30日，由科技部、国家发展改革委、工业和信息化部、国务院国资委、中国科学院、中国工程院、中国科协、北京市政府共同主办的2023中关村论坛举行重大科技成果专场发布会，从面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康四大板块发布了20项成果。中国科学院地质与地球物理研究所“随钻成像测井仪器及井地数据传输系统”作为20项成果之一在本次发布会上正式向社会发布。 　　开发深层和非常规油气是保障我国未来能源安全的举措。随钻成像测井仪器利用井下传感器探测地层特性，在钻井过程中给钻头装上“眼睛”，是石油工业最核心的技术之一。中国科学院地质与地球物理研究所智能导钻科研团队攻克了强振动冲击条件下动态测量等多项关键技术，自主研制了高温石英加速度计、压力传感器等5种井下核心传感器，成功开发出地质参数成像测井仪器，实现了从随钻一维曲线测井到二维成像测井的技术跨越；同时，研发出将井下数据实时传输至地面的泥浆连续波高速传输系统，并取得了最高速率每秒12比特的重大技术突破，为油气高效开发提供了有力支撑。 　　在发布会现场，中国科学院地质与地球物理研究所所长底青云院士作为成果单位代表发表感言时表示：油气产业正在从资源为王向技术为王转变，解决深层油气、非常规油气“高效、低成本”开发这一难题，唯一的出路只有“技术创新”，研究所将持续开展技术攻关，创新井下智能钻进装备技术，实现自主钻遇油气藏，助力复杂油气高效勘探开发。 　　近十年来，研究所聚焦国家重大需求，布局攻关探测传感器与专用芯片等关键核心技术，研发深地精准探测技术与装备、深层油气高效开发技术与装备，支撑我国深层和非常规油气等资源的精准探测和高效开发。科研团队齐心协力，不断攻坚克难，取得了一系列的重大成果。本次发布的“随钻成像测井仪器及井地数据传输系统”作为智能导钻专项第一阶段成果实现了从关键技术突破、关键器件研制、系统集成和现场应用的全链条创新。科研团队将继续攻关深层、非常规油气勘探开发前沿理论和关键技术，在服务国家重大需求方面做出应有的贡献。

3月12日，中油测井辽河分公司应用自主研发iMRT二维偏心核磁共振测井仪器顺利完成辽河油田奈30-36-30井资料采集，为精准识别油气“甜点”提供了可靠依据。中油测井辽河分公司在辽河油田外围通辽地区测井施工现场。测井除电、声、放射性三种基本方法外，核磁共振测井技术作为同时评价储层孔隙特征和流体识别的方法具有独特的优势，可以有效识别油、气、水。但在测井过程中，居中型核磁共振测井仪器在井下与地层之间间隙大，且在低电阻率钻井液中信号衰减严重，无法对地层中的微小孔隙结构准确评价。近年来，中油测井坚持以问题为导向，相继攻克了一系列关键技术，公司自主研发iMRT偏心型核磁共振测井仪器，可根据不同泥浆、不同尺寸井眼选择偏心或居中探头两种方式测井。贴靠井壁的滑板设计不受高矿化度泥浆电阻率的影响，高精度的探测器可满足0.3毫秒的短回波间隔数据采集，如同测井仪器装上“显微镜”，大幅提升了微小孔隙的探测能力，能够满足复杂地层环境下高精度测量需求，为地质人员精准识别油气层提供了测井技术保障。该仪器在辽河油田应用以来，采集的高质量测井信息为射孔层段选取提供了有效数据支撑，助力3口井试油获工业油流、1口井获高产油流。

12月16日，中油测井青海事业部顺利完成柴达木盆地狮中60井EILog阵列感应测井。这是青海事业部2010年完成的第151口井的阵列感应测井。这个事业部全年测井作业一次成功率达到94.5%，资料合格率达到100%。　　EILog阵列感应测井仪是中油测井公司自主研发的具有自主知识产权的国产测井仪器，目前有4套服务于柴达木盆地的油气田。这套仪器在柴达木盆地油气开发中，凭借稳定性好、测井结果重复性好和一致性好的优势，成为青海油田探井和开发井测井的主要手段，投入生产的井次是去年同期的3倍。在涩北气田，EILog阵列感应测井仪能够准确识别和评价厚度在0.3米的薄储层。通过应用，涩北气田单井气层解释有效厚度增加6%以上。

p　　2017年5月24日，863计划资源环境技术领域办公室在北京组织召开了“先进测井技术与装备”主题项目技术验收会。项目验收专家、21世纪中心管理人员、项目负责人、课题负责人和项目组部分成员参加了本次会议。/pp　　“先进测井技术与装备”主题项目首席专家详细汇报了项目研究内容和取得的科技成果。项目以“产、学、研”相结合的自主研发模式，历经4年攻关，突破了地层矿物测井多尺度解谱方法、高精度低漂移全谱采集、地层电阻率连续反演、纳伏混频信号检测、雷达成像测井、井周异常地质体评价等关键技术，研制成功了地层矿物测井仪、低频定域电阻率测井仪、雷达成像测井仪和井下核磁共振流体分析系统4套样机，开发了配套采集处理解释软件，建立了2口模型刻度井和1口标准井的配套设施 研制的地层矿物测井仪、低频定域电阻率测井仪和雷达成像测井仪共完成了16井次测井现场试验，针对井下核磁共振流体分析系统进行方法测试，取得了初步应用效果。/pp　　验收专家组听取了项目首席专家的汇报，审阅了相关验收材料，并进行了质询。经讨论，验收专家组认为该项目完成了规定的研究任务，达到了项目考核指标，同意该项目通过技术验收。/p

2017年7月19日，滨松中国及北京滨松与中国石油集团测井有限公司在北京正式签订了新一轮战略合作协议，确定了在放射性测井用光电倍增管、闪烁体、一体化探测器技术等方面的全面战略合作关系，致力共同推动中国石油测井技术的发展。 签约仪式 滨松与中石油拥有长期的合作历史，在石油测井难度和测井深度都不断提高的行业背景下，双方开展了紧密的合作，共同推动了放射性测井技术的发展，以及北京滨松石油测井一体化探测器等新产品的研发。 北京滨松高温闪烁探测器 当日下午，中国石油集团测井有限公司代表一行参观了北京滨松廊坊光产业基地，并召开座谈。会中，测井有限公司副总经理王春利先生谈到了他对滨松的三个认知，即讲信誉、高科技，以及对测井事业的重视，并表示在产业基地的参观后，对与滨松的合作更加充满信心。座谈会议 滨松中国总经理章劲松（右）为代表一行介绍滨松公司展厅北京滨松廊坊光产业基地参观，中为中石油集团测井有限公司副总经理王春利先生本次战略合作的达成范围更加广泛，并深入到了技术研发层面。相信通过合作逐步的落实，将进一步为中国放射性测井的发展做出贡献。

11月3日，国产化高抗硫产气剖面井下仪器现场扩大试验在普光303-1井获得成功，必将推进我国高含硫气井产气剖面测试技术的发展。　　该试验旨在进一步检验普光气田自主研发的产气剖面井下仪器高抗硫性能以及仪器密封结构的合理性，监测该仪器在普光工况下录取资料的准确性和适应性。　　为填补国内高抗硫产气剖面测井技术空白，自2010年开始，普光气田开展了高含硫产气剖面测试井下仪器国产化研究工作。今年3月和6月，国产化高抗硫产气剖面井下仪器分别在普光304-1井和普光202-1井进行了初步试验。

2023年7月29-30日，中国科学院地质与地球物理研究所所牵头研发的随钻核磁共振测井仪(IGG-MRLWD)通过专家组技术指标现场测试和科技目标验收，其中关键技术指标最小回波间隔为0.6毫秒，达到国外同类仪器水平，可有效提高对复杂油气藏短弛豫组分的识别能力，标志着我国在这一高端测井技术领域迈出了重要的一步。随钻核磁共振测井技术是在钻井过程中通过激发地层孔隙流体分子中的氢核对地层岩石孔隙结构和流体类型进行探测的技术。该技术是井下区分小孔隙内束缚流体和大孔隙内可动流体的唯一方法，已成为页岩油气等低孔低渗、非均质碳酸盐岩、低电阻率等复杂油气藏精细评价不可或缺的重要手段。与医学和化学领域核磁共振仪器不同，随钻核磁共振测井仪工作时面临井下高温、高压、强振(震)动、空间受限、旋转和轴向运动等复杂环境，研制难度极大，目前国际上仅斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯三大油服公司拥有这类商用仪器，而且垄断了市场，高昂的现场服务费用制约了仪器在国内的应用。 　　2017年，在中国科学院A类战略性先导智能导钻专项支持下，我所联合中海油田服务股份有限公司、中国石油大学(北京)、吉林大学、北京工业大学，在国内率先开展随钻核磁共振测井关键技术和仪器样机攻关研发。经过六年努力，科研团队攻克了短回波间隔脉冲序列、低梯度静磁场设计、大功率射频脉冲发射、微弱自旋回波信号检测等关键核心技术，研制了具有自主知识产权的随钻核磁共振测井仪样机。自研仪器在中国石油大学(华东)完成2口标准井测试，并在胜利油田成功开展了国内首次实井试验，分别在定点、连续运动和钻进条件下获得了高质量的井下核磁共振原始数据，孔隙度测量结果与电缆测井、岩心测定结果相符，验证了仪器井下工作的可靠性，为仪器工程化奠定了坚实的技术基础。 　　随钻核磁共振测井技术研发是我所面向国家油气资源高效开发重大需求、恪守国家战略科技力量主力军的使命定位，联合院内外优势研究力量开展产学研协同攻关的成功范例。科研团队将继续攻坚克难，加快仪器工程化步伐，努力抢占油气随钻测井领域科技制高点！

10月18日，中国石油测井计量站“密度/岩性密度标准装置”获得国家质量监督检验检疫总局颁发的《计量标准考核证书》，有效期为4年。　　测井计量站“密度/岩性密度标准装置”2006年被集团公司授予行业最高标准后，按照《计量法》赋予的职责，分别对中国石油、中国石化、中国海油等多家单位密度二级工作标准进行了量值传递，对多家单位的密度/岩性密度仪器进行刻度，并在具有自主知识产权的EILog成套装备系统的研发和生产过程中起到至关重要作用，为国内密度类测井仪器的量值准确和统一提供了可靠基础标准。

“井下多点参数直读测试解释系统项目从8月启动以来，依托‘众创平台’，我们3名成员各负其责，提前完成了地面系统、测量短节的设计。”10月27日，川庆测井公司首次担任仪器研发项目负责人的肖庆福对科研进展表示满意。　　受互联网“众创平台”启发，川庆测井搭建了仪器研发“众创平台”，主要为研发人员提供创新资源、创新辅导、研发成果转化等服务。　　在这个便利化、低成本、开放式的平台上，管理者从“领导”变“服务”，帮助大家聚集和链接各类资源，提供协调、咨询服务。而项目运行、人员配置、效益分配等权力和责任则由项目负责人具体实施。不同项目组之间半个月开展一次交流会，学习前沿技术、交流项目进度、分析存在问题、寻找解决办法，汇众智、促创新。“众创平台”让研发人员从以前的“执行”变“主导”，研发潜力得到了极大激发。“我们的平台就像项目孵化器，聚合的资源越多，信息流动越快，平台使用者交互越深，研发效率就越高。”这个公司负责人对平台取得的效果大加称赞。　　从四年前的PMP项目管理到现在的“众创平台”，川庆测井一直在探索测井仪器研发新模式。目前，“众创平台”已集结 7个项目，12名研发人员攻克了玻璃钢主电极材料、小功率感应电路混频调谐等20余项关键技术难题。

加拿大Solinst105型测井深仪一、仪器创新点●105型测井深仪是一种简单可靠的测量金属井壁和总井深的测量装置。它可以同时提供两种测量数据而不需要更换探头。●105型测井深仪用来检测金属井壁的顶端和末端，可用于新建和已有井的施工，水裂作用测试，安装阻隔器或其他沉井仪器。●105型测井深仪使用双模式的不锈钢探头，连接清晰读取的扁平测量尺，配有高质量的卷轴。●测井深仪的探头内置高磁性组件来侦测井壁，当探头靠近金属时，探头立刻输出到面板上的声光报警器，发出蜂鸣和闪烁的红灯。当探头远离井壁时，信号停止，从而可以读取记录深度数值。●探头底部的一个活塞装置用于测量总井深，当活塞到达井底时，声光报警信号触发，活塞被推入探头并形成一个回路信号（间隔较长的声光报警信号），总井深可以读取并记录。●卷轴面板上有电池测试按钮，可以检测电池电量，抽屉式的电池仓方便电池更换。二、仪器特性、应用【105型测井深仪的特性】一个探头可以同时测量金属井壁的起始位置和总井深；使用抗拉伸，精准易读的激光刻度测量尺；最大测量尺长度达到600米（2000英尺）；可更换的测量尺设计；超长3年保修期；【105型测井深仪的应用】测量总井深；安装地下水井；检测井壁裂缝；安装伸缩式井壁筛网；阻隔器和沉井设备的安装；水裂作用；已有监测井的施工；废弃井的停用；三、仪器规格105 型 测 井 深 仪 规 格 卷轴使用温度 ： -20°C 到 +50°C 水下温度（探头和测量尺）： -20°C 到 +80°C 浸湿测量（探头和测量尺）： PVDF, Santoprene, Delrin, Viton, 316 stainless steel 探头压力等级： 水下最大 1650英尺 (500 米) 探头重量： ~10 盎司(280 克) 探头尺寸： 22 mm x 193 mm 尺寸： ±0.2 英尺 (0.06 米) 卷轴IP等级： IP64 (防尘和防泼溅) 电源： 标准9V碱性电汇 激光刻度的扁平测量尺 LM2：英尺和十分位单位，每1/100英尺标记。LM3：米和厘米单位，每毫米标记。最大600米（2000英尺）长度105型测井深仪探头——探头为316不锈钢材质，水下最大深度500米，内置强磁性组件。测量尺长度选择小轴：30米， 60米， 100米 中轴：150米，250米，300米 大轴：400米，500米，600米 四、低流量采样如何获得高质量地下水样品？自 1996 年以来，低流量采样已成为一种越来越被认可的获取高质量地下水样本的方法。 通过 Puls 和 Barcelona 的工作，美国 EPA 发布了低流量采样的标准操作程序 (EPA/540/S-95/504)。 遵循此类指南可确保收集到的样本能够代表实际现场条件。低流量净化和采样涉及以与周围地下水流量相当的速率（通常小于 500 毫升/分钟）抽取地下水，以便将水位下降降至最低，并将死水与来自经过筛选的取水区的水混合 一口井减少。在取样之前监测净化水的参数（pH、D.O.、电导率、温度等）和浊度的稳定性，因此低流量方法促进与周围地层的平衡并产生真正代表地层水的样品 .低流量方法允许在 40 毫升玻璃瓶中收集高质量、有代表性的地下水样品，用于 VOC 分析。全自动可能不是最佳选择由自动泵控制器操作的气动气体驱动泵通常被选为低流量吹扫和采样的理想设备； 然而，自动化这些采样器可能不是最好的方法。对于补给缓慢的井来说，自动化抽水率或水位下降通常不是一个好主意。 当补给速率低于泵送速率时，可能会发生不需要的瞬时清洗，而不是接近井采收率的首选缓慢而稳定的泵送速率。 快速去除低水力传导率地层中的水会增加水流回井中的速度，从而在井补给时产生湍流和浑浊。一旦水位低于传感器，一些自动泵送控制设备就会停止驾驶循环； 传感器再次检测到水（井已恢复）后，将重新启动驱动循环。 这可能会导致不完整的驱动循环和不一致的流速，而不是首选的缓慢温和泵送速率。合适的系统应允许水缓慢下降至最大落差小于 0.1 米（或立柱水柱的 1%），同时监控整个泵送过程。在快速恢复/补给井中，设置自动泵控制器以保持最小压降（小于 0.1 米）是非常可行的。 正确的驱动和排气时间很容易确定和设置。最后，与任何现场设备一样，最佳做法是让现场采样员或技术人员调整设备以适应每口井的泵送特性，而不是依赖自动化设备。Solinst 低流量的设备Solinst 气囊泵是低流量采样的理想选择。 泵为不锈钢材质，直径为 1.66 英寸（42 毫米）或 1 英寸（25 毫米）。 气囊有 PTFE 或 LDPE 可供选择。 提供各种用于低流量应用的设备。 使用 Solinst 电子泵控制单元，双阀泵和气囊式泵能够提供低至 100 毫升/分钟的流速。气囊泵允许在驱动循环期间非常缓慢、稳定地压缩气囊，这与其他一些采样器不同，因为它可以设置为提供与环境地下水流量相当的一致速率。 这会产生具有代表性的高质量未受干扰的 VOC 样品。 使用低流量技术，减少了湍流并最大限度地减少了废气，从而提供更准确和可靠的 VOC 样品收集。与 Solinst Levelogger水位计 应用程序或笔记本电脑一起使用的水下式 Levelogger 水位计可以在现场查看实时水位读数，并允许在清洗和采样期间监控实际下降。 可以根据液位记录器读数手动操作泵。

12月1日，主题为“智能驱动、数字决策”的中油测井新产品发布会在西安召开。 中国工程院院士邱爱慈、王双明、李宁，陕西省科学技术厅、中国石油总部部门、油气和新能源板块、工程技术板块、同行企业、石油高校等41家单位160余人出席会议。 此次发布会，中油测井发布了MLab车载岩石物理实验室、IDS智能导向系统、hiDAS光纤传感系统、FITS过钻具测井系列、LogUDB中国石油统一测井数据库等5项新产品。 纽迈与MLab车载岩石物理实验室 纽迈公司在核磁共振技术方面拥有多年的研发经验和技术积累，而中油测井公司在测井行业具有广泛的应用场景和实际经验。基于双方在技术研发和行业经验方面的优势互补，为推动核磁共振技术在测井行业的应用和发展，服务好国家重大战略需求，为我国测井行业作出新的更大贡献，纽迈与中油测井共建了核磁共振技术创新联合体。 MLab车载岩石物理实验室的核心设备移动式全直径二维核磁共振测量仪便是联合体双方联合开发的重要成果。 车载岩石物理实验室 车载岩石物理实验室由移动式全直径二维核磁共振测量仪、全直径岩心光学扫描仪、全直径岩心自然伽马能谱测量仪、漫反射红外光谱测量仪、岩石高温热解分析仪组成，有效集成了传统施工现场测试的及时性，以及实验室测试的精细化等优点，具有绿色、安全、快速、无损、机动性强的等特点。 可用于井场新鲜全直径岩心的快速连续测量，提供岩性、物性、含油性和孔隙结构及烃源岩特性参数、为测井解释、储层评价、甜点优选提供数据支撑，尤其适用于致密油、页岩油等非常规储层的快速精确评价，助力石油天然气勘探开发。 移动式全直径二维核磁共振测量仪 基于移动式全直径二维核磁共振测量仪等设备的车载岩石物理实验室充分发挥钻井取心的价值，最大程度的保持原位地层信息，为数字岩心建设提供解决方案。 当岩心出井后，去除岩心表面的泥浆或者密闭液，立刻将岩心用保鲜膜包裹，减少岩心中流体的逸散，首先连续采集以一维核磁T2谱，获取岩心孔隙度、孔隙结构信息。然后采集二维核磁T1-T2谱，计算含油饱和度，核磁共振仪器的最小回波间隔0.2毫秒，纵向分辨率1cm、2cm、4cm、10cm可选。每次扫描1米岩心，2cm分辨率下的一维核磁采集时间12分钟，二维核磁单点采集时间3分钟。 移动式全直径岩心核磁扫描技术能够检测大尺寸岩心，全面描述强非均质性储集层的真实孔隙结构，代表性强；可以在岩心出井的第一时间进行无损、快速测量；能够设定测量速度，模拟不同测井速度下的测量效果；同时具有更高的纵向分辨率。

什么是中子星？它们在宇宙中以怎样的方式存在？如何发现中子星？这些科学谜团正在被天文学家慢慢揭开。基于国家重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）的时域巡天数据，我国天文学家发现了一颗距离地球大约1037光年、处于双星系统中的宁静态中子星。这颗中子星的质量约为太阳的1.2倍，其伴星是一颗类似太阳但比太阳更红更暗的恒星。相关研究成果9月23日在线发表于《自然天文》杂志。找到它们如同“大海捞针”“这是继2019年认证一颗宁静状态的恒星级黑洞后，LAMOST黑洞猎手团队在探寻致密天体领域取得的又一项重要成果。”论文通讯作者、中科院国家天文台研究员刘继峰强调。所谓中子星，是指8—25倍太阳质量的大质量恒星演化到生命末期，发生剧烈的超新星爆炸后，在中心形成的密度极高天体。它与白矮星、黑洞一起成为不同质量恒星的生命终章。1967年，天文学家发现了第一颗脉冲星，经过几位天文学家一年的努力，最终证实这就是一颗正在快速自转的中子星。这一发现使中子星从一个理论猜想变成了一个可被实际观测的真实天体。从此以后，天文学家开始利用各种不同的方法来搜寻发现中子星。他们通过高速旋转的中子星产生的脉冲信号，来捕获中子星；或通过双星系统中致密天体吸积伴星的气体物质形成吸积盘，发出明亮的X射线，来找到中子星；还可以通过双中子星并合发出的引力波，来发现中子星。然而，与宁静态黑洞一样，那些既探测不到脉冲信号又没有发出X射线的宁静态中子星，也是宇宙中难以发现的、深藏不露的神秘天体。在浩瀚的宇宙中搜寻这些宁静态的中子星或者黑洞，绝对是“大海捞针”。“如何找到合适的方法发现这些宁静的中子星或黑洞，是天文学家研究致密天体家族及其物理性质的关键。”论文通讯作者、厦门大学顾为民教授说，而LAMOST是在漫天星海中“大海捞针”的利器，利用其大规模巡天优势和速度监测方法，有望发现一批深藏不露的黑洞和中子星。打破搜寻致密天体的观测限制在利用LAMOST时域巡天数据开展黑洞和中子星等致密天体搜寻计划时，研究人员发现了一个光谱不同于单星的特殊双星系统。“该双星系统由一颗0.6倍太阳质量的红矮星和一颗未被望远镜探测到的不可见天体组成，这个不可见天体极可能是一个致密星。”论文第一作者伊团博士介绍。接着，研究团队又利用美国帕洛玛天文台的5米海尔望远镜进行后随观测，并结合美国凌日系外行星巡天卫星（TESS）的高精度测光观测进行了进一步的分析和测定，从而确认该双星系统的致密天体是一颗质量约为太阳1.2倍的中子星。借助欧洲航天局的盖亚望远镜（Gaia）数据进行测距后，研究人员发现这个双星系统距离地球非常近，和地球相距大约1037光年。研究人员还发现，这颗身穿红色外衣的红矮星作为伴星每过6.6个小时就会和她的“王子”——中子星“共舞”一周，循环往复，从不间断。由于中子星的强大潮汐力作用，作为其伴星的红矮星被“瘦身”成了水滴状，像一颗闪耀的“红宝石”默契地围绕中子星身边。更重要的是，该双星系统的中子星并没有在吸积红矮星上的物质，周围也没有吸积盘的存在，因此无法探测到明亮的X射线。研究团队利用“中国天眼”（FAST）对其进行了一个小时的射电观测，同样也没有观测到这颗中子星的脉冲信号。也就是说，这是一颗宁静态中子星。“值得一提的是，LAMOST领先世界的光谱获取率和大规模巡天的绝对优势使得天文学家可以利用视向速度监测方法来发现宁静的黑洞、中子星等致密天体，打破了依赖于探测脉冲信号、X射线等来搜寻致密天体的观测限制。”刘继峰说，这种方法为发现处于双星系统中的宁静态致密天体开创了新途径。

2023年7月10日至11日，广东省科技厅在中国散裂中子源园区组织召开了“能量分辨中子成像谱仪”项目技术测试和验收会，张统一院士担任验收组组长。验收组专家来自香港科技大学(广州)、中国科学技术大学、中国科学院上海高等研究院、中国航发北京航空材料研究院、华南理工大学、厦门大学、故宫博物院等单位。验收组一致认为：本项目建成的能量分辨中子成像谱仪具有束流通量高、成像视场大、空间分辨率和波长分辨率高等优势，在高能量分辨布拉格边中子成像、中子成像与衍射信息融合、多尺度、多维度、多模态中子无损成像等技术上实现了突破。该项目建成了我国首台高分辨成像与中子衍射结合的中子成像谱仪，可广泛服务于新能源、先进材料、先进制造、基础科学前沿、文化遗产等领域的需求，具有广阔的应用前景。验收组一致同意该项目通过验收。 　　能量分辨中子成像谱仪是广东省科技厅出资支持建设的中国散裂中子源中子谱仪，于2019年11月启动建设，经过高质量的设计、研制、安装与设备调试，2023年1月5日成功出束，经过紧张的束流调试和测试，达到了项目任务书所列各项设计指标，优于验收指标。能量分辨中子成像谱仪的建成和后续开放运行将在服务国家发展战略需求和粤港澳大湾区的科技发展与产业升级等方面发挥重要作用。

中国散裂中子源（CSNS）是中国首台，世界第4台脉冲型散裂中子源，是国家“十一五”期间重点建设的重大科技基础设施项目，是国际前沿的高科技、多学科应用的大型研究平台。中国散裂中子源（图片来源：中国散裂中子源工程） 虽然，中国散裂中子源是继英国、美国和日本之后，世界上第四台散裂中子源，但是我国散裂中子源的功率却是英国的4倍，技术指标和综合性能进入国际同类装置先进行列，也意味着中国科学界对微观世界的进一步深入探索又增添了一个“利器”。 脉冲型散裂中子源，简单点来说，它就像一台“超级显微镜”，能在不对物质造成破坏的前提下“看穿”材料的微观结构。一个最直接的应用就是可以探明材料的“内伤”，在研究中子特性能力方面自然也杠杠的。中国散裂中子源的靶站谱仪的靶心（图片来源：中国散裂中子源工程） 我们都知道，在这个世界上有很多用肉眼观察不到的事物，所以后来基于对世界进一步探索的需求，科学家们发明了光学显微镜，接着又发明了分辨率更高，能够观察到更小细胞和病毒的电子显微镜。 在脉冲型散裂中子源发明之前，人们都习惯于用这两种显微镜去观察研究细菌、细胞等这些用肉眼不可能直接观察到的微观世界。 而脉冲型散裂中子源的能力比显微镜又更上一层，通过它观察到的世界也更微观，甚至能够绝对清晰地观察到植物根部的一滴水是如何通过动作一点一点地运输到枝叶上的。 脉冲型散裂中子源如何工作？ 那脉冲型散裂中子源，为什么能这么细微地探测物质微观结构和运动呢？ 其实中子是一种完全不带电荷的粒子，它不是利用X光进行同步辐射的。 每当物质的原子核和中子发生相互作用的时候，并不是所有的中子都能够从中间直接穿过，还有些中子在打算穿过原子核时会被弹飞，出现方向偏离的情况。 这时脉冲型散裂中子源的谱仪就会发挥作用，及时捕捉到飞行轨迹，然后再反推出原子核的内部结构，方便科研人员进行研究。 比如科学家在做水下可燃冰研究的时候，因为深水下的压力太大，需要用很厚的容器壁，其中的氮、碳、氢等轻元素又相对不易捕捉，而能从中穿过，并且对这些轻元素敏感，可以让可燃冰结构清楚分辨出的就只有脉冲型散裂中子源了。 如今，我国脉冲型散裂中子源这种技术已经运用到了检测高铁飞机的安全性和治疗癌症等各方面。 除此之外，在如航空发动机、深海潜水器、高铁轮轴系统等大型工程部件残余应力和服役性能检测，以及半导体芯片、新能源锂电与储氢材料等材料检测上都有很大的作用。 截至目前，中国散裂中子源已经在基础科学研究和国家重大需求领域取得了一大批重要成果，国内外注册用户已超过3400人。 期待这台超级显微镜更多的成果！

对于一般人而言，玻璃常被误认为是一种透明固体。而严格地说，玻璃其实是一种被称为“非晶态过冷液体”的物质，表面与固体相似，内部结构又与液体相似，是介于固体与液体之间的一种具有独立形态的物质。但对于其形成过程却没有几个人能做出解释。据美国生活科学网3月31日报道，美国物理学家的一个研究项目或许能解开这让人困惑不已的“玻璃之谜”。　　负责该项研究的美国华盛顿大学圣路易斯分校物理学家肯尼斯凯尔顿称，他们正在建造一个被称为“中子静电悬浮室(NESL)”的实验装置。该装置将使一滴液态金属悬浮在真空中，从而对其在由液态冷却为玻璃的过程中的内部原子活动进行观察。研究人员称，该设备有望在原子层面对玻璃的独特属性做出解释，同时也将会让人们对液体到玻璃的转化过程产生更好的理解。　　凯尔顿表示，所有的液体都可以转化为玻璃，区别仅存在于转化的难易程度上。早在4000多年前，美索不达米亚地区的人们就开始使用玻璃，但直到现在为止，人们却仍然不理解液体转化为玻璃的具体过程。　　该实验计划用钛、锆、镍、铂以及合金为研究对象。如果冷却得足够快，这些金属就能形成玻璃而非固体。但其前提是，整个过程中液态金属滴必须悬浮在真空当中，不能与任何物体接触。　　NESL将通过电极在金属液滴表面加载电荷，之后用电磁场使其保持在一个稳定的悬浮状态。橡树岭国家实验室另一台被称为“散变中子源”的仪器将产生中子束，“照射”悬浮金属液滴。研究人员计划用这种方法使中子起到“光线”的作用，从而能够形成一个中子显微镜，来观察整个过程中悬浮液滴中原子的变化。　　据了解，这座造价为165万美元的中子静电悬浮室将建造在美国田纳西州橡树岭国家实验室，预计在3年内完成制造并投入使用。

2023年7月12日至13日，广东省科技厅在中国散裂中子源园区组织召开了“微小角中子散射谱仪”验收会，程正迪院士担任验收组组长。验收组专家来自华南理工大学、中国科学院长春应用化学所、中国科学院上海高研院、中国原子能科学研究院、香港城市大学等单位。 验收组一致认为：微小角中子散射谱仪具有散射矢量范围宽、实验模式多样、准直长度切换灵活、本底低等优势，在多狭缝光阑精确准直、滚筒高精度定位、GEM探测器等技术上实现了突破。该谱仪是世界首台基于散裂中子源的微小角中子散射谱仪，可广泛服务于生物医药、软物质、合金、陶瓷、磁性及纳米材料等相关领域的研究，具有广阔的应用前景。验收组一致同意该项目通过验收。 微小角中子散射谱仪由广东省科技厅资助，2019年11月开始建设，于2023年1月4日成功出束，经过调试、测试与中子散射实验验证，全面达到了项目验收指标。微小角中子散射谱仪将应用于关系国计民生的重大前沿科学问题攻关，为粤港澳大湾区和我国的相关产业技术升级提供先进的研究支撑平台。

作者：倪思洁 来源：中国科学报6月6日，中国散裂中子源的大气中子辐照谱仪通过验收。验收专家认为，基于中国散裂中子源，利用已规划和建设的靶站大气中子孔道，建设了大气中子辐照谱仪试验平台，高质量完成了各设备的设计、研制、安装、调试与谱仪联合调试，完成了预定任务，达到了项目建设指标；与世界同类设施相比，本项目建成的谱仪中子性能更接近大气中子真实环境的能谱，具有中子通量高、通量调节范围宽、束斑尺寸大且调节灵活等特点；项目组在宽能区脉冲中子辐射场测量、强辐照环境下中子束调控、高能中子屏蔽、大气中子辐照效应测试平台等技术上实现了突破，对国内相关工作的开展具有较好的参考价值。大气中子辐照谱仪是散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子第五研究所共同建设的国内首台大气中子地面模拟加速测试平台。中国散裂中子源从2011年开始规划大气中子辐照谱仪并建设靶站内大气中子专用孔道，在广东省科技厅的资助下，大气中子辐照谱仪于2018年开始建设，于今年4月2日成功出束，并开展束流谱仪联合调试、中子束流参数测量以及辐照效应验证实验。据了解，大气中子辐照谱仪将为新型半导体器件、大规模集成电路、高可靠电子设备、新型功能材料、生物辐照效应、核数据测量等提供大气中子试验环境，为我国在航空、航天、通讯、能源、电力电子、现代交通、医疗电子及高性能计算等领域的高可靠电子信息系统研发与产品制造，提供一个先进的、功能强大的大气中子测试与科研平台。

从中科院高能物理研究所获悉，4月2日15时20分，中国散裂中子源（CSNS）大气中子辐照谱仪成功出束。束流性能测试表明，已测工况的中子束尺寸与分布、中子能谱、通量等重要参数与预期相符。谱仪成功出束，标志着谱仪设备研制与安装成功。大气中子辐照谱仪是散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所共同建设的国内唯一的大气中子地面模拟加速测试平台，也是CSNS继多物理谱仪后完成建设的第二台合作谱仪，可提供与大气中子能谱相匹配、能量范围覆盖毫电子伏特至吉电子伏特（meV-GeV）的高通量中子束流。相关负责人介绍，为确保大气中子辐照谱仪多项指标的先进功能，大气中子辐照谱仪项目组、中子科学部相关专业组、散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所相关部门通力合作，克服众多重大技术挑战，克服谱仪建设期间多次疫情影响，保证了谱仪设计、研制、安装与调试的顺利进行。大气中子辐照谱仪将为新型半导体器件、大规模集成电路、关键电子设备、新型功能材料、生物辐照效应、核数据与测量等方面提供大气中子加速辐照试验环境，填补我国在该领域的空白，为我国在航空、航天、通讯、能源、电力电子、现代交通、医疗卫生、及高性能计算等高新技术开发与行业标准制定，提供了一个先进的、功能强大的大气中子测试与科研平台。

作者：倪思洁 来源：中国科学报记者从中科院高能物理研究所获悉，4月2日15时20分，中国散裂中子源（CSNS）大气中子辐照谱仪成功出束。束流性能测试表明，已测工况的中子束尺寸与分布、中子能谱、通量等重要参数与预期相符。谱仪成功出束，标志着谱仪设备研制与安装成功。大气中子辐照谱仪是散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所共同建设的国内唯一的大气中子地面模拟加速测试平台，也是CSNS继多物理谱仪后完成建设的第二台合作谱仪，可提供与大气中子能谱相匹配、能量范围覆盖毫电子伏特至吉电子伏特（meV-GeV）的高通量中子束流。相关负责人介绍，为确保大气中子辐照谱仪多项指标的先进功能，大气中子辐照谱仪项目组、中子科学部相关专业组、散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所相关部门通力合作，克服众多重大技术挑战，克服谱仪建设期间多次疫情影响，保证了谱仪设计、研制、安装与调试的顺利进行。大气中子辐照谱仪将为新型半导体器件、大规模集成电路、关键电子设备、新型功能材料、生物辐照效应、核数据与测量等方面提供大气中子加速辐照试验环境，填补我国在该领域的空白，为我国在航空、航天、通讯、能源、电力电子、现代交通、医疗卫生、及高性能计算等高新技术开发与行业标准制定，提供了一个先进的、功能强大的大气中子测试与科研平台。据悉，CSNS总共可建设22台谱仪，包括目前已经开放运行的通用粉末衍射仪、小角中子散射仪、多功能反射仪、多物理谱仪，以及正在建设和规划建设的若干合作谱仪和二期谱仪等。去年1月，CSNS的首台合作谱仪——多物理谱仪研制与安装成功。

广东东莞大朗镇，松山湖科这里曾是一片荔枝林，如今坐落着一座“中子工厂”。中国散裂中子源（CSNS），我国迄今为止已建成的单项投资规模最大的大科学工程。它的建成，使我国成为继英国、美国、日本之后，世界上第四个拥有脉冲式散裂中子源的国家。前不久，中国散裂中子源二期工程组织了可行性研究报告评审。明年上半年，二期工程有望动工建设。散裂中子源是什么，为什么被称为“国之重器”？中国科学院高能物理研究所（以下简称中科院高能所）副所长、东莞研究部主任陈延伟打了个比方：“简单来说，散裂中子源就是一台‘超级显微镜’，其产生的中子如同‘探针’，可以清晰检测物质的内部结构。”陈延伟介绍，作为当今人类深度探索微观世界的有力工具，散裂中子源广泛应用于新材料研发、关键零部件的性能检测等热门领域，为材料科学技术、物理学、化学化工、生命科学、新能源等基础研究和应用研究提供先进的科研平台，对满足国家重大战略需求和解决前沿科学诸多领域的瓶颈问题具有重要意义。1 设备研制达到国际先进水平，核心设备国产化率达90%以上中子，组成原子核的基本粒子之一。中子有很多特质。它不带电，但有磁矩，能很好地帮助我们对磁性结构做研究；它穿透力强，具有非破坏性，能够原位地研究大的工程部件的残余应力和金属疲劳，为高端制造保驾护航；它对生命科学和能源领域极为重要的元素，如碳、氢、氧、氮等，都比较敏感；它跟原子核相互作用，能够区分同位素……“这些特质，决定了中子在微观研究领域的不可替代性。”中科院高能所东莞研究部副主任、散裂中子源科学中心副主任金大鹏对记者说。研究物质微观结构需要大量中子，这就要用到能安全、高效地产生中子的散裂中子源。中国散裂中子源主要由三大部分构成：2台加速器，包括1台负氢离子直线加速器、1台快循环质子同步加速器；1个靶站；多台中子谱仪。此外，还有相应配套设施。陈延伟介绍了其工作原理：将质子加速到16亿电子伏特，把速度相当于0.92倍光速的质子束当成“子弹”，去轰击原子序数很高的重金属靶。靶的原子核被撞击出质子和中子，科学家通过特殊的装置“收集”中子，开展各种实验。建设中国散裂中子源的建议，始于上世纪九十年代末期关于中国高能物理发展战略的研究。此后，中国散裂中子源被列入国家“十一五”大科学装置建设计划。2006年，中国散裂中子源选址广东东莞。2011年，中国散裂中子源开始正式建设。2017年8月，首次质子打靶，成功获得中子束流；2018年3月，正式建成；2018年8月，正式通过国家验收，投入运行。散裂中子源装置庞大，设备部件繁多，工艺复杂。“建设散裂中子源，很多技术都需要从头探索。6年半时间就能建成，离不开关键核心技术的突破。”金大鹏介绍。快循环质子同步加速器所用的25赫兹交流磁铁，在我国属首次研制。研制期间，遇到了超乎想象的技术难题。铁芯和线圈振动开裂、涡流发热……如何解决这些经验之外的新问题？科研人员与合作单位联合攻关，最终依靠自己的力量研制出合格的磁铁。科研人员还创新提出了谐振电源的谐波补偿方法，解决了多台磁铁之间的磁场同步问题。挑战接踵而至——高功率靶要用到钨材，而钨材不耐冲刷，需要在其外包覆一层钽金属。怎样把钽做到足够薄，并提高钽和钨的结合力？在零下253摄氏度左右低温下工作的液氢慢化器，其焊接都是难度极大的薄壁焊接，如何保证可靠性？中国散裂中子源的建设过程，也是自主攻关掌握核心关键技术的过程。金大鹏介绍，25赫兹交流磁铁、高功率靶、液氢慢化器、中子探测器等多项关键核心技术突破以后，对其他领域的发展也产生了一定影响。中国散裂中子源各项设备的批量生产在全国近百家合作单位完成。通过自主创新和集成创新，许多设备的研制达到国际先进水平，核心设备国产化率达90%以上，这不仅大大降低了装置成本，还有力提升了国内相关产业的技术水平和制造能力。金大鹏举了个例子：由于工艺水平高、产品质量好，中国散裂中子源靶体部件的制造单位，成功中标了世界上第五台脉冲式散裂中子源——欧洲散裂中子源的靶体部件。2 研发过程中的技术突破有望为肿瘤治疗带来重要技术革新位于地下17米的加速器隧道里，排列着各种颜色、连接各种管线的复杂设备。科研人员使用氢气产生负氢离子，并将它们在直线加速器里加速。当它们的能量达到8千万电子伏特时，将“飞奔”进入环形的快循环质子同步加速器。一秒钟之内，就有25波负氢离子奔来。在这里，负氢离子将转变为质子，并通过不断“狂奔”、反复加速，将能量提高到16亿电子伏特，速度提升到0.92倍光速。接近光速的质子束被引出，去轰击钨靶，由此产生中子。在加速器关键技术研发过程中，也产生了一些新技术成果，并已衍生出具体应用，开花结果。利用中国散裂中子源的射频四极加速器技术突破，2020年8月，研究人员成功研制出我国首台具有完全自主知识产权的加速器硼中子俘获治疗（BNCT）实验装置，可用于癌症治疗研究。这为我国医用BNCT装置整机国产化和产业化奠定了技术基础，有望为肿瘤治疗带来重要技术革新。首台临床设备已在医院安装，预计2023年5月完成安装调试。中国散裂中子源正式运行并向国内外科学家、工程技术人员、工业企业开放后，大科学装置的综合效应日益显现。“中国散裂中子源在多个领域开展重大创新研究，包括对深海潜水器等大型工程部件进行残余应力和服役性能检测等，为国家急需的许多高性能结构材料攻关提供了关键技术平台。在磁性材料、纳米功能材料、高效催化剂、自旋电子学、有机太阳能薄膜电池、金属玻璃、高分子聚合物、生物大分子等国际前沿科技研究中，也取得一大批成果。”陈延伟说。什么是残余应力？它是指在材料、部件加工、服役等过程中，保留在其内部的应力，可能导致工程部件的变形乃至失效。深海潜水器的壳体是钛合金焊接的。下潜海底万米，要扛住巨大的海水压强，焊接的可靠性至关重要。“我们对它的焊接模拟件进行检测，了解不同焊接工艺的残余应力参数，为壳体寿命预测、焊接工艺选择提供了关键数据支撑。”金大鹏说，高铁的车轮等大型高速运动工程部件将来也需要散裂中子源来验证其残余应力参数。作为粤港澳大湾区首个重大科技基础设施，中国散裂中子源的建成，为国内科技工作者带来了研究物质的“利器”，特别是为港澳科学家提供了前所未有的便利。香港大学黄明欣教授团队研发的超强超韧的“超级钢”，就是通过中国散裂中子源，来分析其成分、结构，验证了相关研究结果。3 为前沿科学研究和国家重大需求提供先进研究平台橙色、紫色、蓝色、浅蓝、浅绿……走进靶站谱仪实验大厅，一台台颜色各异的谱仪，以靶站为中心，宛如七色花的花瓣一般向外伸展排列。中子产生后，经过慢化，通过中子通道被引入谱仪。“中子在谱仪中和样品材料的原子核相互作用，产生散射、衍射、透射。”金大鹏解释说，中子就像派进去探查信息的侦察兵，我们可以根据它进去时的角度、能量，出来时的角度、能量等，经过测量，反推回去，研究样品的结构及动力学。探微格物，中国散裂中子源为材料科学技术、物理学、化学化工、生命科学、新能源等基础研究和应用研究提供有力支撑。目前，中国散裂中子源已完成8轮开放运行，全球注册用户超过3900人，完成课题800余项。伴随着国家重大战略部署的推进、新兴产业的发展以及国际前沿研究的需要，中国散裂中子源用户数量快速增长，申请使用装置的课题数快速增长。中国散裂中子源面临“升级”。其实，一期工程设计已经预留了升级改造空间。根据国家“十四五”规划，中国散裂中子源的二期工程即将启动。“中国散裂中子源一共规划有20条中子通道，能够建设22台中子谱仪。”金大鹏向记者介绍，目前共有5台谱仪已投入运行使用，其中包括一期工程国家投资建设的3台谱仪，还有与高校、研究机构合作建设的2台用户谱仪。另有6台不同类型的合作谱仪正在建设、调试中，其中4台预计今年年底将投入使用，满足更多用户的不同需求。不同的谱仪，有不同的用途。浅绿色的通用粉末衍射仪，主要用于研究物体的晶体结构和磁结构，现在也用于开展小部件的残余应力测试。刚投入使用不久的大气中子辐照谱仪，已吸引国内不少高科技企业将自家产品送来测试。研究人员使用高通量的中子加速电子元器件出现问题的进程，从而推动工艺迭代，确保电子元器件与系统性能高度可靠。即将在今年年底投入使用的工程材料应力衍射仪，可以在不破坏样品的情况下，对高铁的车轮、航空航天发动机叶片等设备的残余应力、金属疲劳数据进行研究，一方面为改进工艺提供参考，另一方面也可以评估出部件既能保证安全又能保证经济性的使用里程和时间。金大鹏介绍，目前投入使用的谱仪多为通用型谱仪。围绕国家重大战略部署、新兴产业需求等，专门规划了一批新的谱仪。正在建设中的谱仪，还有专门用来研究新能源电池的。二期工程建成后，中国散裂中子源的谱仪数量将增加到20台，覆盖广大用户各方面研究领域。同时，加速器打靶束流功率将从现在的140千瓦提高到500千瓦。这意味着，同等时间能产生更多中子，不仅能有效缩短实验时间，还能使实验分辨率更高。“新的谱仪和实验终端建成后，中国散裂中子源的设备研究能力将大幅提升，实验精度和速度将大大提高，能够测量更小的样品、研究更快的动态过程，为前沿科学研究、国家重大需求和国民经济发展提供更先进的研究平台。”陈延伟说。工作人员在调试直线加速器有关设备。靶站核心。在这里，接近光速的质子束轰击重金属靶，产生中子。谱仪实验大厅局部。中子产生后，经过慢化，通过中子通道被引入谱仪。不同颜色的谱仪，有不同的用途。中国散裂中子源的环设备楼，快循环质子同步加速器位于此。（中科院高能所供图）装置简介：中国散裂中子源（CSNS）是我国首台、世界第四台脉冲式散裂中子源，是国际前沿基础研究和国家发展战略领域多学科交叉研究的大型平台。中国散裂中子源的成功建设，填补了国内脉冲中子源及应用领域的空白，技术和综合性能进入国际同类装置先进行列，显著提升了我国在相关领域的技术水平和自主创新能力，实现了强流质子加速器和中子散射领域的重大跨越，为物质科学、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支撑。

11日，记者从中科院高能物理研究所获悉，中国散裂中子源大气中子辐照谱仪近日成功出束，标志着该谱仪设备研制与安装成功。束流性能测试表明，已测工况的中子束尺寸与分布、中子能谱、通量等重要参数与预期相符。　　据了解，大气中子辐照谱仪是散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所共同建设的国内唯一的大气中子地面模拟加速测试平台，由广东省科技厅支持建设，也是继多物理谱仪之后，中国散裂中子源完成建设的第二台合作谱仪，可提供与大气中子能谱相匹配、能量范围覆盖毫电子伏特至吉电子伏特（meV~GeV）的高通量中子束流。　　为确保大气中子辐照谱仪性能指标的先进性，大气中子辐照谱仪项目组、中子科学部相关专业组、散裂中子源科学中心与工业和信息化部电子五所相关部门通力合作，克服众多重大技术挑战，克服谱仪建设期间多次疫情影响，保证了谱仪设计、研制、安装与调试的顺利进行。　　大气中子辐照谱仪将为新型半导体器件、关键电子设备、新型功能材料、生物辐照效应、核数据与测量等提供大气中子加速辐照试验环境，填补我国在该领域的空白，为我国在航空、航天、通讯、能源、电力电子、现代交通、医疗卫生及高性能计算等领域的高新技术开发与行业标准制定，提供一个先进的、功能强大的大气中子测试与科研平台。