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(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“HIAF”)調(diào)試成功,實(shí)現(xiàn)束流全線貫通。據(jù)悉,HIAF將于近期全面開(kāi)展束流指標(biāo)測(cè)試工作,預(yù)計(jì)今年年底開(kāi)展首批科學(xué)實(shí)驗(yàn)并完成裝置工藝驗(yàn)收。
HIAF于2018年12月開(kāi)工建設(shè),由中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所負(fù)責(zé)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)10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6000余臺(tái)(套)大型工藝設(shè)備、約500萬(wàn)個(gè)零部件,工藝管線總長(zhǎng)超過(guò)100萬(wàn)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(kāi)展了基于“數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)”的大科學(xué)工程建設(shè)新模式,將安裝周期從國(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(guò)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)回旋共振離子源產(chǎn)生、超導(dǎo)直線加速器預(yù)加速至增強(qiáng)器累積流強(qiáng)并加速到高能量,最后引出至放射性次級(jí)束流分離器、高精度環(huán)形譜儀等實(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)。
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,為探索原子核存在極限、揭示核天體物理過(guò)程、推動(dòng)核能開(kāi)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。
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