【晒晒咱的國之重器45】

“工藝驗收通過！”

2026年7月21日，廣東惠州傳來捷報——國家重大科技基礎設施“強流重離子加速器裝置”（HIAF）全面達標，投入試運行。這意味著，一座窺探原子核內部世界、合成未知新元素的超級“煉金爐”，火熱“開爐”！

“它能加速元素周期表上從氫到鈾的所有離子，並且提供國際上脈沖流強最高的重離子束流。”中國科學院近代物理研究所副所長、HIAF總工程師楊建成一語道破玄機。

高流強有多厲害？

“以氧離子為例，單次加速的離子數量可達數千億個，速度直逼光速的96.4%。”楊建成說，HIAF的典型氧離子與鉍離子束流強，分別將原國際最高紀錄提升了3倍和7.5倍，刷新了全球重離子脈沖流強的新高度。

刷新流強紀錄只是第一步，精度的較量也決定成敗。

HIAF手裡還有一張王牌——世界上精度最高的核質量環形譜儀。在測試中，它對短壽命原子核金-202的質量測量精度，比國際最高水准足足提高了一倍！“看得准，才能摸清原子核的‘脾氣’。”楊建成如是說。

但要讓數千億個離子在接近光速下整齊狂奔，談何容易？

“粒子越多，彼此間的靜電排斥力就越強，極易‘炸群’。”加速器技術中心總體室副主任申國棟打了個比方。這就像要求一支人數極多的軍隊以極高速奔跑，還不能有一個人掉隊。怎麼破？團隊獨創了“六維相空間涂抹+獨立時鐘堆積”新方法，讓離子在相空間上均勻散開，再分批、交錯地精准注入，像編隊飛行一樣互不干擾，最終匯聚成實驗所需的高品質束流。

路鋪好了，跑道的潔淨度也不能有絲毫馬虎。離子奔襲的“高速公路”——真空管道，需要極致的潔淨環境。

“我們打造了接近月球表面真空度的‘太空級’環境。”HIAF真空技術團隊成員劉建龍形象地說。他們提出了“4毫米3D打印鈦合金骨架+0.3毫米超薄壁蒙皮”的方案，用極致的“淨”與“薄”，讓束流跑得更快、更久。

有了路，還得有強勁的“發動機”。

讓重離子獲得高能量的關鍵，是高頻系統。加速器技術中心高頻技術室主任叢岩感慨：“我們歷經10余年攻堅，突破了國外對高性能大尺寸納米晶軟磁合金環的產品禁售，攻克了整機核心技術難題，成功研制出國內首套高梯度油冷磁合金高頻系統。”正是這套系統產生的強大射頻電場，像沖浪一樣不斷“推”著離子加速，為HIAF突破流強瓶頸提供了核心動力。

這麼多絕活集於一身，究竟能干啥？

“用處太大了！”楊建成介紹，在基礎科學前沿，它有望幫助我國科學家合成第119、120號新元素﹔在航天領域，它能模擬太空輻射環境，測試航天器材料的抗輻射性能﹔在醫療領域，它推動重離子精准放療和新型醫用同位素研發，為抗癌帶來新利器﹔在農業上，通過重離子輻照誘變，還能培育出更優的農作物品種。

從2009年提出構想，到2018年惠州動工，再到如今通過驗收，項目團隊攻克了多個世界級難題，實現了關鍵設備與核心軟件的國產化自主可控。

（本報記者 崔興毅 秦偉利）