
強流重離子加速器裝置(HIAF)超導直線加速器。記者楊建業 攝
7月21日,坐落于惠州市稔平半島的國家重大科技基礎設施——強流重離子加速器裝置(HIAF)通過專家組工藝驗收,標志著世界上第一臺由超導直線加速器、同步加速器和儲存環組合的先進重離子研究裝置全面建成試運行,并投入科學研究。至此,我國擁有了新的自主可控、國際一流的重離子研究平臺,填補了粵港澳大灣區及國內核科學領域基礎研究的關鍵短板。
HIAF是一臺束流指標國際領先的大科學裝置,能提供國際上脈沖流強最高的重離子束流,由中國科學院近代物理研究所負責設計建設。該裝置包括加速器、實驗終端系統及公用配套設施,束線總長2公里,包含約6000臺(套)大型設備、500萬個零部件、150萬米工藝管線。
該裝置是《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃(2012—2030年)》確定的重點建設項目之一,從設計構想到動工建設再到建成出束,前后歷時16年。建設初期,磁合金高頻腔等關鍵設備長期被國外壟斷,境外廠商設置嚴苛技術壁壘,拒絕開放核心工藝參數。
“如果照搬國外成熟方案,我國重離子研究將長期受制于人。”中國科學院近代物理研究所副所長、HIAF總工程師楊建成表示,科研團隊決定放棄跟跑路線,從零開啟全鏈條原創攻關,裝置核心軟硬件國產化率達100%,徹底擺脫對進口核心部件的依賴。
16年來,千余名科研人員先后攻克強流束流動力學、高效預加速、非諧振快加速等世界級動力學難題和技術挑戰,并取得一系列有國際影響力的重要成果:國際首臺第四代超導電子回旋共振(ECR)離子源、國際首創極高真空度大尺寸超薄壁骨架內襯真空室、自主研制國際低頻段最高電壓梯度油冷磁合金高頻系統等,9項關鍵核心技術指標實現國際領先。
強流重離子加速器是探索物質結構、宇宙演化底層奧秘的重要工具,也是服務經濟社會發展的平臺。
“依托裝置衍生技術打造的新一代重離子精準放療裝置、核孔膜生產線將于兩年內投產,為腫瘤精準放療、生物醫藥產業高質量發展提供強力支撐。”楊建成介紹,HIAF將加速“沿途下蛋”模式,面向全球用戶開放共享,為核科學前沿和重離子重大應用提供國際領先的研究平臺,打造具有重大國際影響的重離子科學研究中心。
記者劉豪偉 袁暢 張旭華