“透镜”深入地球内脏

    3.散裂中子源——为分子拍电影的摄像机

    散裂中子源

    美国橡树岭国家实验室拥有世界上两个最先进的中子散射研究装置，即散裂中子源(SNS)和高通量同位素反应堆(HFIR)。散裂中子源是目前世界上研究物质微观结构最重要的科学设施之一。

    每个月，散裂中子源会从国家电网中攫取25到28兆瓦的能量，并使用约850万加仑水来让自身冷却。在运行期间，SNS上的加速器发出的每束脉冲中子束流中包含有2千万亿个中子，将其发射进一个目标室内，这些密集的中子束流会打开物质，以便科学家揭示原子结构随时间如何变化。SNS能给研究人员提供比以前更小的物理和生物材料样品的更详细图像。

    科研效用

    SNS会朝一个样本发送飞驰的中子，中子的速度为光速的97%，但是，与对撞机中的粒子不同的是，与样本相遇时，中子并不会产生大爆炸。中子很小而且能量很少，因此，它们与物质之间的相互作用非常微弱。当中子穿过一个样本时，样本中的原子核会被分散。这种相互作用会改变中子的能量和方向，而且，位于该样本几尺远距离处的14个装置会记录样本内部发生的变化。

    接着，会有软件把所有这些散射数据结合在一起，绘制出样本的原子结构，因为SNS会以每秒60个脉冲的速度发射中子包，软件能记录样本的原子结构随时间发生的变化，就像将电影的单帧画面组合在一起形成一个运动图像一样。

    它能为你做什么？

    科学家们正在使用这些原子层面的“电影”来实时监控电池的充放电过程，以便研制出更好的电池；它也可以被用来研究蛋白质的结构。

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