大科學裝置強流重離子加速器投入試運行
7月21日,位於廣東省惠州市的國家重大科技基礎設施建設項目——強流重離子加速器裝置(HIAF)通過了由中國科學院組織的工藝驗收,標誌着該裝置達到所有工程建設目標,進入試運行階段。
中國科學院近代物理研究所副所長、HIAF總工程師楊建成介紹,我國這一具有國際領先水平的大科學裝置,能提供國際上脈衝流強最高的重離子束流和精度最高的核質量環形譜儀,將為科學家探索原子核存在極限、揭示核天體物理過程、推動核能開發和多學科應用提供利器。
強流重離子加速器裝置是《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃(2012-2030年)》確定的重點建設內容之一,由中國科學院近代物理研究所負責建設。裝置2018年12月正式開工,建設周期7年,2025年10月成功出束。
楊建成介紹,原子由原子核和核外電子構成。如果原子的一個或多個電子被剝離,中性原子就會變成帶正電的離子。將這些離子注入加速器,利用電場對其持續加速,並以磁場控制其運動軌跡,便可獲得高速的離子束流。這些高速重離子猶如「微觀炮彈」,可以轟擊目標原子核或彼此對撞,產生極端高溫、高壓與高能量的實驗條件。
HIAF產生的典型氧離子束與鉍離子束流強均刷新了國際重離子脈衝流強紀錄,將原國際最高指標分別提高了3倍和7.5倍。
楊建成表示,在基礎研究方面,HIAF將幫助科學家尋找原子核存在的邊界,它可以模擬恆星內部、超新星爆發乃至宇宙大爆炸初期的環境,助力科學家探索物質深層次結構。在應用層面,HIAF可用於航天器抗輻射性能測試,推動核能開發和功能材料研發。醫學上,HIAF將推動重離子治癌與新型醫用同位素藥物的研發。