國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施強(qiáng)流重離子加速器裝置調(diào)試成功

發(fā)表日期：2025-10-28來源：近代物理研究所【放大縮小】

10月28日，位于廣東省惠州市的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——強(qiáng)流重離子加速器裝置（HIAF）調(diào)試成功，實(shí)現(xiàn)束流全線貫通。

HIAF于2018年12月開工建設(shè)，作為目前國(guó)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)十年攻堅(jiān)，團(tuán)隊(duì)在核心關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破性進(jìn)展，成功研制了國(guó)際首臺(tái)第四代電子回旋共振離子源，建成了毫安級(jí)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)了國(guó)際上最快的非諧振加速速率，為實(shí)現(xiàn)HIAF國(guó)際領(lǐng)先的束流指標(biāo)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

HIAF束線總長(zhǎng)約2公里，包括大型工藝設(shè)備6000余臺(tái)（套）、零部件約500萬個(gè)，工藝管線總長(zhǎng)超過100萬米。針對(duì)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)率先開展了基于“數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)”大科學(xué)工程建設(shè)新模式，將HIAF的安裝周期從國(guó)際通常所需的兩到三年縮短至8個(gè)月，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、高效率工程建設(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(guó)路徑”。

經(jīng)過7年的工程建設(shè)，HIAF于10月27日啟動(dòng)全面調(diào)試。束流經(jīng)超導(dǎo)回旋共振（SECR）離子源產(chǎn)生、超導(dǎo)直線加速器（iLinac）預(yù)加速至增強(qiáng)器（BRing）累積流強(qiáng)并加速到高能量，最后引出至放射性次級(jí)束流分離器（HFRS）、高精度環(huán)形譜儀（SRing）等實(shí)驗(yàn)終端。本次調(diào)試，基于自主研發(fā)的高性能操控軟件LACCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)束流的精準(zhǔn)操控和一鍵貫通，創(chuàng)造了復(fù)雜大科學(xué)裝置快速調(diào)試出束新紀(jì)錄，為HIAF高可靠運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)供束打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近期，HIAF將全面開展束流指標(biāo)測(cè)試工作，預(yù)計(jì)今年年底開展首批科學(xué)實(shí)驗(yàn)并完成裝置工藝驗(yàn)收。

建成后，HIAF將提供國(guó)際上脈沖流強(qiáng)最高的重離子束流和國(guó)際上精度最高的多功能原子核質(zhì)量測(cè)量譜儀，將為探索原子核存在極限、揭示核天體物理過程、推動(dòng)核能開發(fā)和多學(xué)科應(yīng)用提供國(guó)際領(lǐng)先的研究平臺(tái)，打造國(guó)際上具有重大影響的重離子科學(xué)研究中心。