Китайский сильноточный ускоритель тяжелых ионов в Гуандуне введен в пробную эксплуатацию

Репортаж от Wedoany，21 июля установка для сильноточного ускорения тяжелых ионов, расположенная в городе Хуэйчжоу провинции Гуандун, прошла технологическую приемку и официально перешла в режим пробной эксплуатации, открыв доступ для ученых со всего мира. Этот крупнейший на сегодняшний день в Китае ускоритель тяжелых ионов, разрабатывавшийся в течение 16 лет, реализовал ряд мировых первенств в ключевых технологиях. Он способен разгонять различные ионы до скоростей, близких к скорости света, моделируя в лабораторных условиях такие экстремальные среды, как взрывы звезд и ранняя Вселенная. Установка может применяться в фундаментальной физике, медицине, космонавтике, ядерной энергетике и сельском хозяйстве.

Ключевым преимуществом установки является достижение самого высокого в мире уровня интенсивности импульсных пучков тяжелых ионов. Экспериментальные данные показывают, что интенсивность пучков ионов кислорода и висмута побила международные рекорды, превысив предыдущие мировые показатели в 3 и 7,5 раза соответственно. Сбор экспериментальных данных, который ранее занимал несколько лет, теперь может быть выполнен за несколько часов. Такая производительность стала возможной благодаря полной цепочке отечественных технологических разработок, включающей 6 самостоятельно контролируемых ключевых технологий мирового уровня: созданная впервые в мире сверхтонкостенная камера со сверхвысоким вакуумом, где вакуум лучше, чем на поверхности Луны; разработанный собственными силами сверхпроводящий ионный источник четвертого поколения, служащий «обрабатывающим центром» для миллиардов микроскопических снарядов; первый в Китае полностью сверхпроводящий линейный ускоритель тяжелых ионов, ускоряющий ионы с почти нулевыми потерями при экстремально низкой температуре -271°C; оригинальная импульсная система питания с быстрым циклом и полным накоплением энергии, сокращающая время ускорения с секунд до миллисекунд; высокоградиентная высокочастотная система с масляным охлаждением и магнитным сплавом, преодолевшая зарубежную блокаду и обеспечивающая основную движущую силу ускорения; а также самостоятельно разработанная интеллектуальная система кластерного управления, которая за 16 часов проложила сверхдлинный пучковод длиной 2 км, установив мировой рекорд по скорости настройки пучка среди аналогичных установок.

Общая длина пучковода установки составляет 2 км, она оснащена примерно 6000 единицами оборудования и более 5 миллионами компонентов. Установка способна ускорять ионы всех типов, от водорода до урана, с широким диапазоном энергий. Помимо поддержки передовых фундаментальных исследований, установка HIAF обладает рядом практических применений, включая помощь в поиске сверхтяжелых новых элементов и разгадке тайны происхождения тяжелых элементов во Вселенной; моделирование радиационной среды глубокого космоса для испытаний на радиационную стойкость космических аппаратов и материалов для ядерной энергетики; поддержку терапии рака тяжелыми ионами и разработки новых лекарств на основе медицинских изотопов; а также выведение высокоурожайных культур с помощью ионного облучения, продление срока хранения продуктов питания и поддержку исследований в области новых источников энергии, таких как управляемый термоядерный синтез. Приемочная комиссия экспертов заключила, что все показатели строительства установки соответствуют требованиям, а многие ключевые параметры производительности превосходят проектные стандарты, выводя ее общую производительность на международный передовой уровень.

Ранее высокотехнологичные установки для исследований тяжелых ионов в основном находились в распоряжении небольшого числа западных стран. Китайские ученые, преодолев множество технических трудностей за 16 лет, вывели Китай в первую мировую лигу в области исследований тяжелых ионов. Установка, расположенная в регионе Большого залива Гуандун-Сянган-Аомэнь, является платформой для изучения происхождения материи во Вселенной и свидетельством способности Китая к самостоятельным технологическим инновациям в области ядерной науки.