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16年突破技术封锁 我国重离子加速器实现全球领先

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16年突破技术封锁 我国重离子加速器实现全球领先

央视网消息:7月21日上午,国家重大科技基础设施——强流重离子加速器装置在广东惠州完成工艺验收,正式进入试运行阶段,并向全球科研用户提供服务。这标志着经过16年协作攻关,实现多项全球首创技术的重器正式落成,也意味着我国拥有目前规模最大的重离子加速器。

这台设备的名字背后藏着不简单。所谓“重离子”,指的是碳、铀这类重原子失去电子后的带电粒子;“强流”则意味着它能在短时间内释放出千亿级的粒子,将束流密度提升至极限。简单来说,它是一台能发射千亿级微观炮弹的大科学装置,能够把各类离子加速到接近光速,在实验室环境中重现恒星爆发、宇宙早期的极端条件。这不仅有助于揭示物质的本质,也将在医疗、航天、核能、农业等多个领域发挥重要作用。

它的最大看点在于拥有全球领先的脉冲重离子束流强度。测试数据显示,氧离子和铋离子的束流强度分别刷新了国际纪录,相比之前的全球最高水平,分别提高了3倍与7.5倍。这意味着,过去需要数年才能积累的实验数据,现在仅需几个小时就能完成,科研效率实现了质的飞跃。

这份全球领先的成绩,源于16年的全链条国产化努力,六大核心技术全部实现自主可控。其中包括世界首创的超薄壁极高真空室,其真空环境甚至优于月球表面;自主研发的第四代超导离子源,负责将千亿级微观炮弹进行加工;国内首台全超导重离子直线加速器,在零下271℃的极低温环境下,几乎不产生能量损耗;原创的快循环全储能脉冲电源,将加速时间从秒级缩短至毫秒级;成功突破海外封锁的高梯度油冷磁合金高频系统,为装置提供关键的加速动力;还有自研的智能集群控制系统,仅用16小时便贯通2公里的超长束线,刷新了同类装置的束流调试速度。

整个装置的束线总长为2公里,配备6000台套大型设备和超过500万个零部件,可对从氢到铀所有种类的离子进行加速,覆盖的能量范围极为广泛。HIAF不仅服务于基础科学研究,还蕴含着贴近百姓生活的应用潜力。例如,可用于探索超重新元素,解开宇宙中金银等重元素的产生之谜;模拟深空辐射环境,为航天器和核电材料进行抗辐照测试;支持重离子治癌技术,推动医用同位素新药的研发;甚至能够通过离子辐照促进农作物高产,延长食品保鲜时间,为可控核聚变能源的开发提供重要支撑。

验收专家组一致认为,该装置的各项建设指标均顺利实现,多项核心性能参数超过设计标准,整体综合性能已达到国际先进水平。

此前,高端重离子科学装置长期处于西方国家的主导之下。16年来,我国科学家攻克了一系列技术难题,彻底打破了国外的技术壁垒,使中国稳居全球重离子科研的前列。这台坐落于粤港澳大湾区的国之重器,不仅是一个探索宇宙物质本源的前沿平台,更体现了我国在核科学领域掌握核心技术的坚实基础。

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