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HIAF科研领域
发布时间:2017-01-22 15:07  访问量:840

  HIAF以认识原子核内有效相互作用、理解宇宙中从铁到铀重元素的来源、研究高能量密度物质性质、解决我国空间探索和核能开发事业中与粒子辐射相关的关键技术为主要目标。这里详细阐述基于HIAF的主要研究内容和目标、预期研究成果、以及对相关领域发展的促进作用。

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原子核物理

   认识核内强相互作用是原子核物理的根本目标。基于HIAF,我们将产生远离稳定线原子核,以精确系统测量原子核质量为重点,并利用其他实验方法获取弱束缚核结构和反应数据,研究核幻数和壳层结构在非稳定核区的系统演变、晕结构和集团奇特结构、弱束缚核反应机制、核子配对形式、同位旋对称性等,探索原子核内有效相互作用的新形式,发展和完善描述弱束缚核性质的理论。尝试合成新元素,研究超重元素的化学性质,探索理论预言的超重核稳定岛。

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宇宙中铁到铀的来源探索

    人们已理解宇宙中铁以下元素合成的机制和天体场所。天体物理学家普遍认为,从铁到铀的重元素主要是通过慢中子俘获过程(Slow Neutron Capture Process, 简称s-过程)和快中子俘获过程(Rapid Neutron Capture Process, 简称r-过程)产生的。s-过程发生在AGB星中,在稳定线附近通过慢中子俘获反应和b衰变产生重元素。但是,尚不清楚r-过程发生的天体环境和场所,也不确定核合成的具体路径。此外,高温高密富氢天体环境中发生的快质子俘获过程(Rapid Proton Capture Process,简称rp-过程)也能够生成重元素。研究rp-过程对理解宇宙中92,94Mo,96,98Ru等丰质子稳定同位素的丰度具有重要意义。

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高能量密度物质性质

    高能量密度物质是处于能量密度超过1011 J/m3或压强超过100 GPa极端状态的物质。高能量密度物质广泛地存在于恒星和大质量行星内部;在星体内部的高能量密度物质中,往往会自发地发生轻核聚变并释放出大量的能量,这是宇宙中能量的主要来源。人类产生的高能量密度物质仅短暂地存在于核爆和惯性约束热核聚变点火瞬间。在实验室制备高能量密度物质并研究其性质,对于理解宇宙物质构成、认知极端高温高压条件下物质状态和演化规律、制备新物态、探索和开发清洁聚变能源等具有非常重要的意义。

 

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高电荷态原子物理

  利用重离子加速器能够产生各种元素的高电荷态离子和种类丰富的放射性高电荷态离子,形成了高电荷态原子物理前沿学科。高电荷态原子物理主要研究强库仑场效应,高剥离态原子的能级结构,以及高电荷态离子与光子、电子、原子、分子和材料表面的相互作用。在高电荷态重离子中,内壳层束缚电子经受着极强的平均电场强度。依托HIAF,我们利用高电荷态重离子与原子、电子和光子的碰撞,探索强库伦场条件下量子电动力学新现象,研究高剥离态原子的能级结构、相互作用动力学及其与周围环境的相互作用,理解相对论高电荷态离子束碰撞的关联动力学的基本问题。

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重离子束应用

      重离子在物质里的能量沉积率高、辐照效应强。利用HIAF提供的重离子和放射性束流,以空间辐射环境地面模拟、先进核能装置材料的抗辐射性能评估为重点,研究重离子在生物体、半导体和材料中的辐照效应和机制,解决航天、生物、医学以及材料等领域与辐照效应相关的技术问题,促进我国社会经济相关领域的发展。