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HIAF建设意义
发布时间:2020-03-24 17:57  访问量:290

        重离子加速器装置是利用人工方法产生高速离子束流的装置。主要包括离子源、加速系统、电磁引导和聚焦系统、束流传输和配送系统、实验测量装置及其它配套设施。离子是被电离的原子,重离子是指位于离子中心的原子核具有4个以上核子的离子,如碳-12离子、铁-56离子、铀-238离子等。重离子加速器装置主要用来产生荷能重离子束流,也可产生质子束流,不仅是探索基本相互作用、物质结构和宇宙演化的重要工具,也是研发关乎经济社会发展和国家安全先进核技术的平台。

        进入二十一世纪,核科学面临新的发展机遇。美国和欧洲均制定了核物理研究的中长期发展规划,指出重离子核物理研究的前沿领域是原子核结构与核天体物理、强相互作用物质性质和超出标准模型的新物理等。涉及的重大科学问题有:原子核存在的极限和奇特结构、宇宙中重元素的来源、夸克胶子等离子体相变、基本对称性检验等。

        在重要科学和技术目标的牵引下,世界科技强国正在建设大型重离子加速器研究装置,例如德国的反质子和离子研究装置(Facility for Antiproton and Ion Research,FAIR),美国的稀有同位素束流装置(Facility for Rare-isotope Beams,FRIB)和法国的在线放射性离子产生系统(Système de Production d'Ions Radioactifs en Ligne –2,SPIRAL2)等。目前,我国的重离子加速器主要有北京HI-13串列静电加速器和兰州重离子研究装置(Heavy Ion Research Facility in Lanzhou, HIRFL)。HI-13是一台低能重离子加速器,已运行20多年。HIRFL能够提供不同能量、种类众多的稳定核束流和放射性核束流,为我国核物理研究走向国际前沿提供了良好的基础条件和机遇。但是,我国的重离子加速器装置数量少、规模小、总体性能不够先进,束流时间远远不能满足用户需求,这与我国的经济发展水平和国际地位不相称。今后10年内,随着德国FAIR和美国FRIB等国际上新一代重离子加速器装置陆续投入运行,HIRFL的总体性能指标将明显落后,并逐步失去国际竞争力。面对极具挑战的国际环境,我国应当率先在重离子科学研究领域占据重要国际地位。建造先进的重离子加速器装置,提升核科学创新能力,为人类了解物质结构、探索自然界基本规律作出重大贡献,提升中华民族的国际影响力;为核技术应用提供理论、方法、技术和人才支撑,解决关系国家发展的关键技术。近代物理研究所依托HIRFL大科学装置从事核物理基础前沿和重离子束应用研究、同时发展粒子加速器及核应用技术的研究所,是国际上有较大影响力的重离子科学综合研究中心,为此,提出建造重大科技基础设施─“强流重离子加速器装置”(High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility,简称HIAF)。