مصدر النيوترونات الصيني ينضم إلى الدوري الكبير

في 16 أكتوبر، اجتاز جهاز موجود في حرم جامعي بمقاطعة جيانغشي بهدوء مراجعته الخبيرة النهائية. وبعد يومين، أكد مشغّلوه أن مصدر النيوترونات بالمُعجّل دونغهوا، المعروف باسم ECANS، قد انتقل من التجارب إلى التشغيل الرسمي. بالنسبة للباحثين الذين أمضوا ست سنوات في بنائه، تمثل هذه اللحظة نهاية انتظار طويل. وبالنسبة للمجتمع العلمي الصيني الأوسع، فإنها تمثل وصول أداة محلية أخرى لسبر المادة.

مصادر النيوترونات هي أحصنة العمل في البحوث الحديثة. فبدلاً من استخدام الأشعة السينية أو الليزر، تُطلق النيوترونات على العينات، والطريقة التي تتبعثر بها تلك النيوترونات أو تمتصها تكشف أشياء تفوتها الطرق الأخرى، من بنية المعادن ومواد البطاريات إلى سلوك المكونات المعرضة للإشعاع. وتدعم هذه المرافق العمل في علوم المواد والطب والهندسة النووية، وقد كان الوصول إليها لفترة طويلة عنق زجاجة للعلماء خارج عدد قليل من البلدان.

تم اقتراح ECANS في عام 2020 وبدأ البناء في عام 2022. وطوّرته جامعة دونغهوا للتكنولوجيا في نانتشانغ بالتعاون مع شركاء بما في ذلك الأكاديمية الصينية لهندسة الفيزياء والمعهد الصيني للطاقة الذرية. فبدلاً من الاعتماد على مفاعل، يقوم الجهاز بتسريع حزمة إلكترونات ويدفعها نحو هدف، مما ينتج نيوترونات عبر تفاعلات نووية. هذا التصميم مُدمج وقابل للتحكم مقارنة بالمصادر القائمة على المفاعلات، وهو جزء من سبب انتشار الآلات المدعومة بالمُعجّلات في جميع أنحاء العالم.

يدعم المرفق وضعين واسعين. في وضع التشعيع يمكن استخدامه لتطبيقات عملية مثل اختبار مدى تحمل المواد والإلكترونيات للإشعاع. وفي وضع التجارب العلمية يمكن تشغيله في تكوينات النبضات الطويلة أو القصيرة، مما يمنح الباحثين مرونة اعتماداً على ما إذا كانوا بحاجة إلى كثافة عالية على مدى فترة زمنية أو دفقات حادة ومحددة التوقيت بدقة. ووفقاً للمطورين، يمكن للجهاز توفير حزمة إلكترونات بقدرة قصوى تصل إلى عشرات الكيلوواط، مما يضعه في نطاق متوسط مفيد لمرفق بحجم جامعة.

المُعجّل ليس العلامة الوحيدة على الزخم مؤخراً. في التبت، دفع الباحثون علوم شبكة الكهرباء إلى أقصى الحدود في موقع اختبار على ارتفاع 5000 متر فوق مستوى سطح البحر، حيث أكملوا دراسة ميدانية لكيفية تأثير الظروف المرتفعة على التفريغ الكهربائي على طول خطوط النقل. وقد سدت تلك التجربة فجوة في البيانات للهندسة على ارتفاعات قصوى، حيث يغيّر الهواء الرقيق سلوك المعدات. ويعكس كلا المشروعين دفعة أوسع لبناء بنية تحتية بحثية متخصصة في جميع أنحاء البلاد بدلاً من تركيزها في عدد قليل من المراكز الساحلية.

بالنسبة لجامعة دونغهوا للتكنولوجيا، فإن العائد محلي جزئياً. فمصدر النيوترونات العامل يمنح الطلاب وأعضاء هيئة التدريس إمكانية الوصول إلى تجارب كانت ستتطلب بخلاف ذلك السفر إلى الخارج أو الانتظار في طوابير طويلة في المرافق الوطنية المشتركة. كما يخلق مساحة للتعاون مع المستشفيات ومصنّعي الإلكترونيات المقاومة للإشعاع وشركات الطاقة المهتمة بكيفية تقدم المواد تحت الضغط.

دولياً، الآلة متواضعة الحجم. فلا تزال أقوى مرافق النيوترونات في العالم أكبر وأكثر تكلفة بكثير، ولا يزال العلماء يسافرون عبر الحدود لاستخدامها. لكن الانتشار المطرد للمصادر المتوسطة الحجم المستضافة في الجامعات مهم: فهو يوسع مجموعة الأشخاص القادرين على إجراء التجارب، ويقصر حلقات التغذية الراجعة بين الفكرة والنتيجة، ويدرّب جيلاً من الباحثين على تقنيات كانت حكراً على المختبرات الوطنية.

الخطوة التالية تتعلق بالإنتاجية أكثر من قص الشريط. تنجح المرافق مثل ECANS عندما يكون وقت الحزمة محجوزاً بالكامل وتبدأ النتائج في الظهور في المجلات. وإذا حدث ذلك، فستكون آلة الحرم الجامعي في نانتشانغ قد استحقت مكانها في البنية التحتية الهادئة غير البراقة التي تدعم الطموحات العلمية لبلد ما.