原標(biāo)題:
落戶惠州的中國科學(xué)院“兩大科學(xué)裝置”又有新進(jìn)展
強(qiáng)流重離子加速器裝置通過氧離子束性能工藝測試
惠州日報(bào)訊 (記者劉豪偉)中國科學(xué)院“兩大科學(xué)裝置”又有新進(jìn)展!12月14日,記者從中國科學(xué)院近代物理研究所獲悉,位于廣東惠州的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——強(qiáng)流重離子加速器裝置于10月28日調(diào)試成功,實(shí)現(xiàn)束流全線貫通后于12月12日通過氧離子束性能工藝測試。
中國科學(xué)院“兩大科學(xué)裝置”包括強(qiáng)流重離子加速器裝置(HIAF)和加速器驅(qū)動嬗變研究裝置(CiADS),是《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃(2012-2030年)》優(yōu)先安排建設(shè)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,由中國科學(xué)院近代物理研究所負(fù)責(zé)建設(shè)。
HIAF于2018年12月開工建設(shè),作為目前國際上規(guī)模最大、指標(biāo)領(lǐng)先的全離子加速器,其工程建設(shè)經(jīng)歷了前所未有的挑戰(zhàn)。歷經(jīng)多年攻堅(jiān),團(tuán)隊(duì)在核心關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展:成功研制國際首臺第四代電子回旋共振離子源,建成毫安級連續(xù)波強(qiáng)流超導(dǎo)直線加速器,攻克了非諧振超快束流加速真空、電源、高頻核心技術(shù),實(shí)現(xiàn)國際上最快的非諧振加速速率,為實(shí)現(xiàn)HIAF國際領(lǐng)先的束流指標(biāo)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
據(jù)了解,HIAF束線總長約2公里,包括大型工藝設(shè)備6000余臺(套)、零部件約500萬個(gè),工藝管線總長超過100萬米。針對大科學(xué)裝置系統(tǒng)復(fù)雜等諸多建設(shè)挑戰(zhàn),團(tuán)隊(duì)率先實(shí)施了基于“數(shù)字孿生驅(qū)動”大科學(xué)工程建設(shè)新模式,將HIAF的安裝周期從國際通常所需的兩到三年縮短至8個(gè)月,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率建設(shè),探索出一條新時(shí)代重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的“中國路徑”。
12月12日,中國科學(xué)院科技基礎(chǔ)能力局組織專家對HIAF進(jìn)行了氧離子束性能工藝測試。專家組由來自上海高等研究院、中國工程物理研究院、中國中鋼集團(tuán)有限公司、北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所、中國科學(xué)院、北京大學(xué)等單位的13位專家組成。
專家組聽取了裝置建設(shè)總結(jié)匯報(bào),審閱了性能工藝測試大綱和自測報(bào)告,確認(rèn)了加速器系統(tǒng)工藝測試驗(yàn)收資料。現(xiàn)場測試結(jié)果顯示,18O6+離子束能量達(dá)到2.6吉電子伏每核子,流強(qiáng)達(dá)到2.5×1011粒子數(shù)每脈沖。經(jīng)質(zhì)詢、討論后,專家組認(rèn)為18O6+離子束實(shí)測流強(qiáng)優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo),一致同意通過HIAF加速器系統(tǒng)氧離子束性能工藝測試。
HIAF于10月27日啟動首輪全面調(diào)試,24小時(shí)全線貫通,創(chuàng)造了大型加速器束流調(diào)試速度新紀(jì)錄。11月22日,HIAF啟動第二輪調(diào)試。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攻克了相空間精準(zhǔn)測量、雙向涂抹注入、動態(tài)真空效應(yīng)等一系列技術(shù)難題,在典型非金屬元素束流調(diào)試中取得重要進(jìn)展,超過了由德國重離子研究中心(GSI)保持10余年的國際流強(qiáng)紀(jì)錄(1×1011粒子數(shù)每脈沖)。
據(jù)悉,HIAF建成后能提供國際上脈沖流強(qiáng)最高的重離子束流和精度最高的核質(zhì)量環(huán)形譜儀,將為我國核物理基礎(chǔ)前沿研究和核技術(shù)重大應(yīng)用提供國際領(lǐng)先的研究平臺。
HIAF能做哪些研究,有什么重大意義?記者了解到,重離子加速器裝置主要用來產(chǎn)生和加速重離子束流,不僅是探索基本相互作用、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和宇宙演化的重要工具,也是研發(fā)關(guān)乎經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國家安全先進(jìn)核技術(shù)的平臺,服務(wù)于航天試驗(yàn)等一系列國家重大需求。