5月26日，由中核集團中國原子能科學研究院(以下簡稱“原子能院”)自主研制的強流高壓型加速器通過驗收，投運后將成為目前世界上束流強度最高的地下實驗設施。我國自主研制的能量最高的質子回旋加速器已于去年底實現一器多用。
強流高壓型加速器研制成功
強流高壓型加速器將安裝于錦屏深地實驗室，其核心部件為自主研制，具有完全自主知識產權。項目團隊在加速器研制過程中攻克了強流離子產生、強流離子束加速和非攔截束流測量等關鍵技術。該加速器可以產生質子和氦離子等多種束流，綜合性能達到國際同類裝置的先進水平。目前，該加速器產生的質子和氦離子束已經用于錦屏深地核天體物理項目的地面實驗，累積開展物理實驗近400小時。
錦屏深地實驗室是目前世界上最深的地下實驗室，可支持暗物質探測、核天體物理、中微子實驗等重大基礎性前沿課題研究。強流高壓加速器安裝后將吸引大批國內外科研團隊。該項目形成的高壓加速器技術也可應用于離子注入、核材料輻照篩選、材料改性、中子產生等多個領域。
能量最高質子回旋加速器實現一器多用
2003年7月，經原國防科工委批準，原子能院承建的大科學工程——HI-13串列加速器升級工程立項，為已有的HI-13串列加速器“穿靴戴帽”，即在前端新建一臺100MeV強流質子回旋加速器、一臺質量分辨率為20000的在線同位素分離器;后端新建一臺重離子超導直線增能器，以實現更強功能。2011年4月，HI-13串列加速器升級工程開工，目標是填補我國中能強流質子回旋加速器、高分辨同位素分離器和超導重離子直線加速器的空白。2018年年底，HI-13串列加速器升級工程通過了成果鑒定，形成了一器多用、多器合用、多領域、多學科的科學研究平臺。詳情請見質子中國往期報道《我國建成基于ISOL放射性核束設施，助力國產質子加速器的研發》。
100MeV強流質子回旋加速器直徑6.16米、重435噸，是整個工程最關鍵的大型主體設備，也是工程建設最大的技術難點之一。為實現“既緊湊型且高強流”的理念，方案首次在能量高于70MeV的AVF(交變梯度聚焦)回旋加速器中采取直邊扇，降低了主磁鐵、高頻腔、徑向靶等主要設備的工程難度。
該加速器是我國目前自主研制的能量最高的質子回旋加速器，束流功率為國際同類裝置最高，并且束流強度范圍最大;首次實現國內大型質子加速器束流雙向引出，可同時為兩個用戶供束。
100MeV強流質子回旋加速器除可生產用于腫瘤和心腦血管疾病診斷的同位素藥物外，還可以生產鍶-82、碘-123等放射性核素。按照設計，工程建成后每年可開機3000小時以上，將用于空間電離輻射環境下單粒子效應、空間質子探測器標定、放射性核束衰變與反應研究、核數據測量等核物理基礎和應用研究。
