2026年7月21日,坐落于广东惠州稔平半岛、濒临南海的强流重离子加速器装置(HIAF)顺利通过工艺验收,转入试运行。这台被科研人员形象称作微观“离子重炮”的大科学装置,能够将各类重离子加速至极高速度轰击原子核。
工艺测试阶段,氧离子、铋离子束流强度接连打破国际纪录。在全球高能领域管制持续收紧的背景下,这座自主建造的前沿平台,也让外界看到中国基础物理持续突破的坚实底气。
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在全球科技竞争格局之中,高能物理核心设备长期成为博弈焦点。长期以来,部分西方国家通过出口管制,限制超导磁体、高频加速系统等关键设备对华流通。
外界曾有观点预判,缺少顶尖大科学装置支撑,国内基础核物理研究将会遭遇瓶颈。但HIAF落地充分证明,依靠持续稳定投入与科研团队长期攻坚,即便外部技术渠道受阻,我国依旧能够依靠自主路线搭建起国际一流的实验平台。
很多大众对重离子加速器的认知停留在环形管道的外观,却忽略其内在技术门槛。简单来说,装置会剥离重元素原子外层电子,得到带正电的重离子,依托强电磁场持续加速,让粒子高速撞击目标原子核。
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碰撞过程能够产生大量寿命极短的稀有同位素。人类探索超重新元素、解读宇宙重元素形成机制,都离不开这类微观撞击实验,它是解锁物质底层规律不可或缺的工具。
这套装置拥有多项独一无二的设计亮点,是全球首套整合超导直线加速器、同步加速器与储存环的重离子研究系统。整套设施束线总长约两公里,搭载六千台套大型设备,零部件总量数百万件。
联调阶段,团队仅花费16小时完成全线束流贯通,创下同类装置调试速度世界纪录。测试数据显示,核心束流指标相比美、德、日本现有设施提升数倍,实验效率实现跨越式升级。
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项目一路走来,全程伴随着严峻的技术壁垒。作为加速器核心部件,磁合金高频系统曾经长期被海外厂商垄断,外方拒绝开放工艺参数,切断设备供应。想要继续推进项目,只能放弃引进路线走全链条自研。
中科院近代物理研究所牵头千余名科研人员持续攻关十六年,相继攻克超高真空腔体、快脉冲超导磁体等难题,核心软硬件最终实现百分百国产化。
不少读者好奇,这类面向基础物理的大装置,能够给普通人带来什么改变。事实上HIAF不只是实验室科研工具,更是多个高端产业的公共试验底座。
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借助高能离子束,可以模拟深空宇宙辐射,开展航天芯片抗辐照测试;复刻反应堆内部环境,快速检验四代核电新材料耐受能力,大幅压缩新能源材料研发周期。
医疗领域同样将受益于这套平台。大众熟知的常规放疗容易损伤健康组织,依托重离子特有的布拉格峰物理特性,衍生的碳离子治疗技术可以精准定向杀灭肿瘤细胞。
与此同时,装置还能够高效生产锕-225等稀缺医用同位素,助力高端靶向核药研发,持续打破海外在精准医疗物资上的长期垄断。
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外部封锁原本意在延缓我国基础科学前进的脚步,最终却倒逼国内搭建起完整的高能加速器产业链。真空技术、超导装备、高精度电源等攻关衍生技术,持续向外辐射,赋能精密制造、半导体装备产业。
惠州这座微观粒子大炮正式通电,意味着中国在核物理前沿赛道站稳脚跟,持续为人类探索微观世界提供东方实验平台。
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