中国散裂中子源的主要原理是通过离子源产生负氢离子，利用一系列直线加速器将负氢离子加速到80MeV，之后将负氢离子经剥离作用变成质子后注入到一台快循环同步加速器中，将质子束流加速到1.6GeV的能量，引出后经束流传输线打向钨靶，在靶上发生散裂反应产生中子，通过慢化器、中子导管等引向中子谱仪，供用户开展实验研究。

    中国散裂中子源设计指标：   

　　中国散裂中子源一期工程主要包括1台负氢离子直线加速器、1 台快循环质子同步加速器、2 条束流输运线、1 个靶站、一期3台谱仪(小角散射仪、多功能反射仪和通用粉末衍射仪)及相应的配套设施和土建工程。    

    1、加速器：
        加速器是散裂中子源的基本组成部分，它决定整个装置的主要性能指标，其运行稳定性决定了整个装置的使用效率。加速器设计遵循了装置先进性、运行可靠性、经费合理性和可升级性的基本原则。低能端射频四极加速器（RFQ）是一种在直线加速器低能端被国际上广泛采用的加速结构，它同时完成对束流的聚焦、聚束与加速，有利于克服低能强流束的空间电荷效应，极大地提高了束流品质。漂移管直线加速器（DTL）部分采用较高频率（324 MHz）的射频功率源，而不是传统的202 MHz，有利于加速较高峰值电流的束流，同时缩短直线加速器（LINAC）的长度和减少造价。快循环同步加速器采用一系列先进技术，像陶瓷真空盒、采用带内水冷的铝绞线线圈的主磁铁和谐振电源系统、铁氧体加载腔技术等。这些先进技术在国内均是首次应用，这些新技术的研发，显著提高了我国工业企业在相关领域的技术水平。       

负氢离子直线加速器 

    2、靶站      

    靶站是利用高能质子产生脉冲中子的发生器系统。经过加速器加速的高能质子脉冲轰击重金属等靶体，通过散裂反应产生大量中子，并用慢化器将其慢化成适合中子散射用的慢中子脉冲。中国散裂中子源靶站系统包括钨靶，三个中子慢化器（耦合氢慢化器、退耦合窄化氢慢化器、退耦合水慢化器），铁铍反射体，铁/重混凝土屏蔽体、公用和维护系统。靶体材料选用钽包覆的固体钨靶，冷却剂为重水，靶体容器由耐辐照及腐蚀的不锈钢加工而成。低温液氢慢化器和常温水慢化器分别位于靶体的正下方和正上方。中国散裂中子源靶站系统目前能安全可靠地接受100kW、1.6GeV的质子束流，并把大部分质子束流能量转化为高通量的短脉冲中子。产生的脉冲中子通过液氢（20K）和水（300K）慢化器慢化后通过中子束道分配到中子散射谱仪终端。 

靶站

    3、谱仪 
        中子谱仪是利用中子探测物质微观结构与运动的实验装置。谱仪采用超镜中子导管将中子传输到十几米到上百米外的样品位置，并使用中子斩波器选择合适的中子波长带宽，同时起到降低快中子和γ射线背底的作用，以及中子极化器进行中子自旋选择。样品被置于样品环境中，提供高低温、高压、强磁场等极端条件。中子与样品作用后，利用多空间分布的中子探测器进行中子探测，通过对散射后中子能量、动量和自旋的分析，得到样品原子/分子的位置及其运动模式。中国散裂中子源将包括粉末衍射、单晶衍射、工程衍射、反射、小角散射、非弹性散射、成像、中子辐照/活化分析等20台中子谱仪，在多空间尺度、多能量范围上为多学科研究提供表征手段。

小角散射仪