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全球最大强流重离子加速器 揭秘宇宙起源 中国「重离子大炮」 震撼世界

2026-07-22 09:20:19大公网
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【大公报讯】大公报记者从中国科学院获悉,7月21日,位于广东省惠州市的国家重大科技基础设施建设项目──强流重离子加速器装置(HIAF)通过了由中国科学院组织的工艺验收,标志着该装置达到所有工程建设目标,进入试运行阶段,开始投入科学研究。HIAF综合性能达到国际同类装置领先水平,实现了中国强流重离子加速器装置跨越发展。

HIAF全装置共实现9项核心技术指标突破,3项关键技术为国际首创。HIAF将推动重离子治癌装置与新型医用同位素药物的研发,支撑材料科学、空天探测及先进核能等领域研究,可望揭秘宇宙起源。中国科学院近代物理研究所透露,作为落户于大湾区的国家重大科技基础设施建设项目,HIAF将向香港科学家开放,欢迎更多香港学者参与国家重离子科学与技术的发展。

HIAF是世界上第一台超导直线加速器、同步加速器和储存环组合的先进重离子研究装置,结合了直线加速器的高脉冲流强优势和环形同步加速器的高能量特点。项目建设内容包括加速器系统、实验终端系统及其土建公用配套设施。HIAF于2018年12月开工建设,2025年10月首次出束。

中国科学院近代物理研究所副所长、HIAF总工程师杨建成表示,HIAF是「重离子大炮」,也是「超级显微镜」。该装置能发射高能离子束,精准轰击靶材,产生丰富的粒子碎片,科研人员通过分析这些微观反应产物,便能精准窥探物质的深层微观结构。

推动高端医疗航天核能等研究

HIAF装置具备广阔转化前景。在医学上,装置可支撑重离子放疗设备与医用同位素研发,推动高端医疗设备与药物国产化;面向航天与核能领域,装置可开展材料抗辐照性能测试,保障航天器与核电设备安全。还能服务于材料改性、农业辐照育种等多个领域。

据介绍,HIAF团队创下多个国际首次。在国际上首次实现六维相空间填充注入,国际首创极高真空度大尺寸超薄壁骨架内衬真空室,创新研发变前励全储能电源新拓扑架构,自主研制国际低频段最高电压梯度油冷磁合金高频系统,实现国际上最快的非谐振加速。

团队还创新发展了加速器全系统数字孪生与复杂电磁兼容一体化技术体系,依托团队自主研发的大规模加速器集群控制系统,HIAF实现16小时2公里束线全线贯通,创造了国际同类装置束流调试速度新纪录。

基于这些创新技术,在HIAF束流工艺测试中,典型氧离子束与铋离子束流强指标均优于工程设计指标,并刷新了国际重离子束脉冲流强新纪录,分别将原国际最高指标提高了3倍和7.5倍,氧离子束实测单核子能量为4.299吉电子伏,优于设计指标。

HIAF在21日顺利通过验收。据悉,验收专家组由来自全国科研院所和高校、企业的8位院士、15位专家组成。专家组认为,HIAF实现了强流重离子加速器和实验终端方法和技术的全链条自主可控创新突破,经多轮性能测试,国家要求的验收指标全部达到并均优于设计指标。验收专家组一致同意强流重离子加速器装置通过工艺验收。

「国之重器」 欢迎香港学者参与

杨建成表示,HIAF将为核科学前沿和重离子重大应用提供国际领先的研究平台,聚焦「探索原子核存在极限、揭示核天体物理过程、推动核能开发和多学科应用」三大目标,显著提升我国重离子科学与技术领域的创新能力,打造具有重大国际影响力的重离子科学研究中心。

中国科学院近代物理研究所还向《大公报》透露,作为落户于大湾区的国家重大科技基础设施建设项目,HIAF将向香港科学家开放,欢迎更多香港学者参与国家重离子科学与技术的发展,相信HIAF将为粤港澳大湾区国际科技创新中心建设提供有力支撑。(大公报记者 刘凝哲)

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