CMRR 中子科學平臺的高壓中子衍射技術及應用

房雷鳴，陳喜平，謝 雷，賀端威，胡啟威，李 欣，江明全，孫光愛，陳 波，彭述明，李 昊，韓鐵鑫

（1. 中國工程物理研究院核物理與化學研究所中子物理學重點實驗室，四川 綿陽 621999；2. 四川大學原子與分子物理研究所，四川 成都 610065）

高壓能夠有效地改變物質內部的原子間距和殼層狀態，誘導核外電子排布，導致結構和物性變化，從而形成新的物質形態或出現新的物理現象，因此被視為未來最有可能取得重大科學突破的研究領域。高壓科學的生存和發展強烈依賴于高壓實驗技術以及高壓下物理量的原位測量。20 世紀70 年代發展起來的金剛石對頂砧（Diamond anvil cell，DAC）技術與同步輻射X 射線技術結合后，可原位觀測極高壓力條件下物質的結構及物性行為變化，目前已經成為高壓科學領域最重要的研究手段之一。但是X 射線在探測輕原子、磁性材料、大塊體材料等方面遇到了困難。中子在精確確定較輕原子位置方面具有優勢，能識別近鄰原子、區分同位素，并且具有磁矩，可直接測定材料的磁結構。另外，中子還具有很強的穿透力，可穿透樣品的各種環境容器，如高/低溫、高壓、強磁場等，使原位表征大塊體材料成為可能。因此，中子源與同步輻射光源互為補充，為基礎科學研究和新材料研發提供一種獨特的手段。特別是近年來與大腔體靜高壓技術結合而發展起來的高壓中子衍射技術，在含能材料、含水礦物、超導、磁材料等方面研究發揮了重要的作用[1-6]。

近年建成的中國綿陽研究堆（CMRR）是中國目前可進行中子散射研究的3 個中子源之一。……