第281次香山科学会议 总结
会议主题：同步辐射与中子散射交叉的前沿科学问题
Cross-disciplinary Sciences of Synchrotron Radiation and Neutron Scattering
会议执行主席
方守贤 院 士 中科院高能物理研究所 冼鼎昌 院 士 中科院高能物理研究所 张 杰 院 士 中科院物理研究所
赵志祥 研究员 中国原子能研究院
地点：北京，香山饭店
时间：2006年8月3日—8月4日
香山科学会议 第281次学术讨论会 同步辐射与中子散射交叉的前沿科学问题
总 结 报 告 （V2）
不断向高精深层次发展、各学科广泛交叉并与高新技术的密切结合是当今科学研究发展的趋势。不同类型的大科学装置及其衍生的强大综合功能，极大提高了人类探索微观世界的能力，已成为物质科学研究非常重要的实验装置，并由此涉及十分广泛的学科领域。依托大科学装置建立一流科研基地，是未来中国科学的发展方向。基于这些大科学装置实验技术的综合应用，尤其是具有方法学互补优势的大科学装置和技术，是建立一流交叉学科科研基地的基础。同步辐射与中子散射技术，就是一个典型的代表。同步辐射与中子散射技术涉及凝聚态物理、材料科学、化学化工、环境科学、高压物理、生物医学、地球科学、剂量学、地质资源和考古、软X光学、微电子技术等许多领域开展了大量工作。新一代的中国散裂中子源计划也正在启动之中。这些由国家投资数十亿建造的大科学装置和研究平台，如何能够在世界科学前沿的研究工作、如何在各学科以及交叉学科领域的应用研究中发挥更好、更关键的作用，是中国科学家需要深入思考和讨论的问题。不同领域的科学和技术的交叉以及各种实验技术的集成，是实现高水平科学目标的关键。
基于这样的前瞻性思考，为了讨论如何充分发挥我国大科学装置平台—同步辐射光源、CARR堆和散裂中子源—在前沿科学研究中的作用，2006年8月3-4日，我们及时组织召开以“同步辐射与中子散射交叉的前沿科学问题”为主题的香山科学会议。会议聘请方守贤院士（中科院高能物理研究所），冼鼎昌院士（中科院高能物理研究所），张杰院士（中科院物理研究所），赵志祥研究员（中国原子能研究院）担任会议执行主席。来自科研院所、高等院校以及美国等20家单位的54名专家学者参加了此次学术讨论会。本次会议中心议题包括（1）凝聚态物理：同步辐射与中子散射的交叉；（2）软物质与生命科学：同步辐射与中子散射的交叉；（3）成像与医学：同步辐射与中子散射的交叉；（4）同步辐射与中子散射技术方法学的交叉。
一、 同步辐射技术与中子散射技术的前沿科学问题
冼鼎昌院士在“同步辐射和散裂源中子应用的比较”的主题评述报告中，从五个方
面重点阐述了（1）同步辐射及中子的主要性质及分类；（2）X光及热中子与物质的相互作用；（3）同步辐射及中子应用的设施对比－(Instrumentation)；（4）同步辐射及中子应用方法的发展－(Method)；以及（5）同步辐射及中子科研的一些对比－(Application)。同步辐射的强度很高，能够进行聚焦，具有很好的准直性和相干性，能量可以调节，这些特性使得同步辐射在生命科学、材料、物理、化学、环境等领域得到了广泛的应用。中子的强度相
对较弱，能量也能够调节，目前聚焦和准直的水平还需提高，但是由于中子具有很多独特的性质，如能量较低，对于所研究样品造成的破坏很小；中子具有磁矩，是研究磁性体系的有利工具；中子的穿透能力很强，能够顺利的胜任工业应用的大块样品的研究。这些特性使得同步辐射和中子成为相辅相成的两种手段。同时两种不同的中子源，反应堆中子源和散裂中子源在特性上也是相互配合的。
冼鼎昌院士针对大科学装置的特征，阐述了开展高水平研究所必须的“IMA”的系
统思想，即Instrumentation－Method－Application需要同步协调发展。大科学装置上的良好运行必须依靠仪器和方法的不断发展，而这些发展无疑应该紧密结合具体的应用。由于仪器和方法的创新获得突破性研究成果的例子比比皆是。这就要求在装置上的研究和工作人员要与进行具体应用的用户紧密结合，同时要摒弃以往不重视仪器设备以及实验方法的想法。
来自美国Argonn国家实验室的龍振強先生作了题为“The Frontier of Neutron Science and Technology: A Provocative Assessment”的主题评述报告。报告从宏观上对中子科技的历史、现状和前景进行了简要的介绍和评述，并对中国先进研究堆（CARR）和中国散裂中子源（CSNS）的建设和发展方向提出了建议。他指出，自中子散射技术成功应用于实践以来，为物体结构和性质的研究提供新的手段，对诸多学科的发展都起到了积极的推动作用。当前，西方发达国家基本上都将其作为支持跨学科交叉和综合的研究平台，其对科学研究和经济建设的拉动效应日趋显著。因此，迫切需求中国高度重视和大力发展中子散射技术。中子散射中心的建立，将会大大推动科技创新研究和工业应用，促进科技进步和社会经济发展，提升中国在国防安全、新型能源、环境问题及疾病控制等领域的核心竞争力。龙振强博士建议：首先，我们要加强中子散射与同步辐射技术之间的交流与合作，优化各个大型科学装置间谱仪的配置，避免不必要的重复投资；其次，要重视国际交流与合作，充分利用国际上现有的技术与资源，培养一支精干的科学家队伍；第三，必须重视用户的需求与培养，以确定大装置建成后有足够的用户及先进的科学目标，最大限度提高其社会效益和经济效益。
张杰院士“散裂中子源(CSNS)—多学科应用平台” 的报告中重点阐述了散裂中子源
与同步辐射光源对研究物质结构的重要意义。张杰指出，利用散裂中子源产生的中子束可以测定物质的内部结构，研究其物理、化学等性质。由于中子的特殊性质，在研究物质内部微观运动规律、测定氢元素和同位素的位置以及磁性结构等方面具有同步辐射光源不可替代的作用。散裂中子源是新一代的强流中子源，能产生比核反应堆强10-100倍的有效中子束流，是对物理学、化学、生命科学、材料科学、纳米科学、医药等众多学科的基础性的创新研究有极大推动和提升作用的、先进的大科学装置。它不利用核燃料和没有核临界问题，安全可靠。张杰强调，散裂中子源对多学科的基础性创新研究和工业应用都能产生极大的支撑、推动和提升作用，同时散裂中子源与国防安全技术、核技术、新型能源等方