中国建成世界首台“三合一”先进重离子研究装置 投入科研试运行
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《木叶性处理机构》 中国建成世界首台“三合一”先进重离子研究装置 投入科研试运行
中新网广东惠州7月21日电 (记者 孙自法)作为世界上第一台超导直线加速器、环形同步加速器和储存环“三合一”的先进重离子研究装置，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)，7月21日顺利通过中国科学院组织的工艺验收。
强流重离子加速器装置航拍图。中国科学院近代物理研究所 供图
这标志着该大科学装置已实现所有工程建设目标，建成进入试运行阶段，开始投入科学研究。
“三合一”大科学装置聚焦三大目标
这次验收专家组由来自全国科研院所和高校的8位院士、15位教授组成。他们听取工程建设及性能工艺测试报告，审阅工艺总结报告和有关材料，并进行现场考察和质询讨论。
专家组认为，项目法人单位中国科学院近代物理研究所全面、高质量完成国家发展和改革委员会批复的建设内容和任务，强流重离子加速器装置实现加速器、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。强流重离子加速器装置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。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。
中国科学院近代物理研究所承担强流重离子加速器装置的建设和运行管理，该所项目团队介绍说，重离子加速器不仅是探索基本相互作用、物质结构和宇宙演化的重要工具，也是研发关乎经济社会发展和国家安全先进核技术的平台。
作为世界首台“三合一”先进重离子研究装置，强流重离子加速器装置结合了直线加速器的高脉冲流强和环形同步加速器的高能量特点。
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，强流重离子加速器装置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，显著提升中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。
强流重离子加速器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，于2018年12月开工建设，2025年10月首次出束。
已创造多项国际首次和世界纪录
中国科学院近代物理研究所副所长、强流重离子加速器装置总工程师杨建成指出，高流强是新一代离子加速器最核心的性能指标，要实现超高流强指标，面临一系列世界级的动力学难题和技术挑战。
强流重离子加速器装置的直线加速器。中新网记者 孙自法 摄
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强流重离子加速器团队历经16年集智攻坚，在强流束流动力学核心关键技术方面取得一系列突破，在高质量、高效率工程建设方面开创大科学工程建设新范式。在强流重离子加速器装置建设过程中，项目团队已创造多项国际首次和世界纪录，主要包括：
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；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。
依托团队自主研发的大规模加速器集群控制系统，强流重离子加速器装置实现16小时2公里束线全线贯通，创造出国际同类装置束流调试速度新纪录。
在强流重离子加速器装置束流工艺测试中，典型氧离子束与铋离子束流强指标刷新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。
此外，在装置实验终端测试实验阶段，项目团队已在核质量测量、放射性束流产生、核结构研究、核材料辐照、高电荷态离子精密谱学等领域，取得一批具有国际影响力的重要成果，展示出各终端具备产出高水平科研成果的能力。
其中，该大科学装置高精度环形谱仪原子核质量测量精度、低能核结构谱仪可测核素的寿命下限、电子-离子复合共振谱仪能量分辨等，均已达到国际领先水平。
2030年打造成为国际核科学研究中心
在中国科学院近代物理研究所研究员、加速器技术中心加速器总体室主任申国栋看来，物理设计是加速器的灵魂，它决定了建设的加速器装置是一辆自行车还是摩托车、是一辆小轿车还是一辆跑车，“如果将兰州重离子加速器比作一辆小轿车的话，那强流重离子加速器装置就是一辆跑车，其能量比兰州重离子加速器提升了5倍，重复频率提升了100倍，流强提升了一千倍”。
强流重离子加速器装置内，直线加速器和环形同步加速器连接处。中新网记者 孙自法 摄
杨建成强调，虽然兰州重离子加速器装置为强流重离子加速器装置的设计建造奠定了坚实基础，项目团队也是“一套人马，两个装置”，但后者并不是前者升级改造的2.0版，而是通过全链条创新突破，全面实现国际领先。
中国科学院近代物理研究所党委书记、副所长胡正国表示，强流重离子加速器装置建成，在工程、科学两方面具有重大意义和深远影响，工程方面，标志着中国加速器尤其是重离子加速器的制造能力和水平、创新的技术和方案，都在国际上达到一流水平；科学方面，大科学装置目标是为科学研究和国家重大需求服务，使中国的重离子科学研究水平迈上一个新台阶，推动相关科学研究达到国际领先水平。
同时，强流重离子加速器装置建成后，既可以开展“顶天”的科学研究，也可以开展“立地”的应用研究，面向世界科技前沿，有望在新元素合成、原子核极限领域取得突破；面向国家重大需求和经济主战场，在航天、核能、材料、育种等方方面面潜力巨大；面向人民生命健康，在医用同位素量产、癌症治疗等领域前景广阔。
“依托稳定运行多年的兰州重离子加速器、最新通过工艺验收的强流重离子加速器、正在积极建设中的加速器驱动嬗变研究等大科学装置，我们的目标是在2030年打造成为国际核科学研究中心，服务国计民生，助力科技强国建设。”胡正国说。(完)
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