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16年突破技术封锁,我国强流重离子加速器实现全球领先

来源:快线潮资讯
16年突破技术封锁,我国强流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,进入试运行阶段,向全球科研人员敞开大门。历经16年集体攻关,这一攻克多项全球首创技术的超级设备正式落成,成为我国目前规模最大的重离子加速器。

重离子加速器听起来专业,其实通俗来说,就是把碳、铀这类重原子剥离电子,形成带电粒子,再通过“强流”技术,一次性释放出千亿级的粒子群,把束流密度推至极限。换句话说,它是一台能发射千亿级微观炮弹的大科学装置,将各类离子加速至接近光速,从而在实验室里重现恒星爆发、宇宙早期的极端状态。这项技术不仅有助于揭示物质的深层奥秘,还可应用至医疗、航天、核能和农业等多个领域。

装置最突出的亮点在于其具备世界领先的脉冲重离子束流强度。实际测试数据显示,氧离子和铋离子的束流强度均刷新了国际纪录,较之前全球最高水平分别提升了3倍和7.5倍。以往需要数年才能获取的实验数据,如今只需几个小时便可完成,科研效率实现了质的飞跃。

这份世界级的成就,源于16年全链条国产化突破,六大核心技术实现自主可控。其中,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,负责为千亿级微观炮弹“加工”;国内首台全超导重离子直线加速器,在零下271摄氏度的极低温环境下,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到毫秒级;突破海外封锁的高梯度油冷磁合金高频系统,为装置提供核心动力;自行设计的智能集群控制系统,仅用16小时便完成2公里超长束线的贯通,创下同类装置束流调试的最快纪录。

整个装置的束线总长超过2公里,配备6000台套大型设备,包含超500万个零部件,能够加速从氢到铀的所有离子,其能量覆盖范围十分广泛。HIAF不仅服务于基础科学研究,也蕴含着贴近百姓生活的实际用途。例如,它可用于探索超重新元素,揭示宇宙中金银等重元素的起源;能够模拟深空辐射环境,为航天器和核电材料的抗辐照性能测试提供支撑;还可用于重离子治癌技术,以及医用同位素新药的研发;此外,通过离子辐照手段,可以培育高产作物并延长食品保鲜时间,同时为可控核聚变新型能源的探索提供重要助力。

验收专家指出,该装置各项建设指标均已圆满完成,多项核心参数超越设计预期,综合性能达到国际一流水平。

此前,高端重离子科学装置长期由少数西方国家掌控。在16年的攻坚过程中,我国科研人员攻克了诸多技术难关,成功打破国外技术壁垒,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,既是探索宇宙物质本质的前沿平台,也是我国在核科学领域掌握主动权的重要标志。

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