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历时16年,500万个零部件!中国建成迄今规模最大的重离子加速器

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你戴在手上的金戒指、脖子上的银项链,在数十亿年前,可能诞生于一场毁天灭地的中子星碰撞。

更硬核的是,如今我国正在把这种“制造重元素的宇宙现场”,搬到地球上的实验室中。

7月21日,位于广东惠州的国家重大科技基础设施——强流重离子加速器装置(HIAF)顺利通过工艺验收,正式转入试运行,并面向全球科研用户开放共享。


整套装置束线总长约2公里,由6000余台套大型设备和超过500万个零部件组成,能够加速从氢到铀的多种离子。

在此次调试中,氧离子和铋离子的束流强度双双刷新国际纪录,分别达到此前国际同类装置最高水平的约3倍和7.5倍。

这项历经16年集智攻关、突破多项全球首创技术的大科学装置,不仅是我国迄今规模最大的重离子加速器,更像是一台能够以接近光速发射千亿级“微观炮弹”的超级科研神器。

什么是“千亿级微观炮弹”?

别被“重离子”这三个字吓到,它的原理说白了,就是搞一次极其精准的“微观保龄球碰撞”:

1.剥离电子:把铅、铀这类“重量级”原子核外的电子剥掉,让它们变成带电的重离子。

2.极速狂飙:利用超导磁体和高频电场给它们疯狂加码,速度瞬间拉到接近光速!

3.密集轰击:每秒钟发射上千亿个这样的离子束,像微观机关枪一样,狠狠撞向目标靶核。

在这个微小的碰撞点上,瞬间就能制造出堪比宇宙深处的高温、高压和超高能量环境。


这台大国重器能拿来干啥?

能发射“微观炮弹”固然酷炫,但它对我们普通人的生活有什么用?

答案是:上能解开宇宙终极谜题,下能救命治病!

  • 构成世界的元素从哪里来?

在元素周期表中,像铁以前的元素可以靠恒星核聚变产生。

但比铁还重的金、银、铂、铀怎么来的?

物理学家猜想,它们来自中子星合并等极端天体事件。HIAF可以在实验室里模拟这种极端环境,造出寿命极短的极端核素,直接在地球上重现宇宙造物现场……

  • 重离子治癌

传统放疗(如 X 射线)像“伤敌一千,自损八百”,射线穿透身体时,正常细胞也跟着遭殃。

而重离子(如碳离子)穿过正常组织时,它几乎不释放能量;一旦到达肿瘤病灶,就会像深水炸弹一样集中爆破,杀伤力极强,且不伤及无辜!

这被誉为目前最精准、损伤最小的癌症放疗技术之一。

我国已经实现国产碳离子治疗系统的临床应用,证明了从核物理基础研究到高端医疗装备转化的可行性。

需要说明的是,HIAF并不是一台直接为患者治疗的医院设备,而是上游科研平台。

它可以用于研究不同离子的生物效应,优化束流控制、照射方法和剂量模型,为下一代更加精准、高效的重离子治疗设备积累数据和关键技术。

  • 医用同位素

很多癌症靶向药需要的放射性同位素,长期依赖国外进口。

HIAF的高流强束流能够高效制备这些珍贵的核药种子,帮助科研人员筛选核素、获得核反应数据并改进制备工艺,推动稀缺医用同位素和核药研发走向自主化。,为国产抗癌新药研发提供强力支撑。

除此之外,HIAF还能模拟深空辐射环境,测试航天器、电子元件和核电材料的抗辐照能力;通过离子辐照培育农作物新品种、改善材料性能,并为先进核能和可控核聚变研究提供关键实验数据。


十六年磨一剑,硬核科技造福未来

从2010年前的规划蓝图,到如今在惠州这片热土上巍然矗立,十六年间,无数中国科学家和工程师攻坚克难,实现了从跟跑到领跑的跨越。

HIAF的建成试运行,不仅代表着中国硬核科技的巅峰实力,更将为人类探索未知宇宙、战胜恶性肿瘤打开全新的大门……

请为默默奉献的大国工匠与科学家们点赞!

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