國家重大科技基礎設施強流重離子加速器裝置2024年取得重要進展_風聞

來源：中國科學院近代物理研究所

強流重離子加速器裝置

2024年重要進展

強流重離子加速器裝置（HIAF）是《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃（2012－2030年）》優先安排建設的重大科技基礎設施之一，由中國科學院近代物理研究所負責建設。HIAF能夠提供國際上脈衝流強最高的重離子束流和精度最高的核質量環形譜儀，將為我國核物理基礎前沿研究和核技術重大應用提供國際領先的研究平台。依託HIAF，將形成在國際上具有重大影響力的重離子科學研究中心。

HIAF佔地490畝

束線總長2km

預計2025年建成

2024年度重要進展

01. 土建完工

02. 配套工程全部投入運行

03. 工藝設備安裝基本完成

04. 核心關鍵技術設備通過真實負載聯調和長時間烤機

05. 常温前端調試出束

… …

土建完工

配套全部投入運行

01

3月，HIAF各單體建築土建施工完成，加速器主體設備全面進場安裝；12月，完成土建工程竣工驗收備案。

02

5月，工藝冷卻水、通風空調、高低壓配電等配套系統完成現場安裝調試，進入運行階段。

03

3月，500W低温站完成系統調試，開始超導磁鐵批量測試。12月，10kW/4.5K（含2kW/2K）液氦製冷機完成壓縮機上電運行，2.5kW/4.5K液氦製冷機成功積液。

工藝設備安裝

基本完成

HIAF大型工藝設備6000台套，工藝線纜長約70萬米，地下隧道深度13米。項目組基於全系統的BIM建模和EMC設計精準施工，搭建了集設計、工藝、製造、安裝和管理一體的數字化平台，形成直觀、全面的“信息庫”，通過採取分區分段、地上地下同步推進的並行安裝策略，自3月開始，歷時8個月，基本完成工藝設備安裝就位。

2024年3月28日，BRing隧道設備啓動安裝。圖為首台快循環二極磁鐵安裝。

束流常温前端及超導直線加速器

增強器BRing

束流傳輸線及實驗終端

核心關鍵技術通過真實

負載聯調和長時間烤機

01

6月，HIAF強流高電荷態離子源樣機——國際首台45GHz ECR離子源研製成功，並在測試平台調試出束。

02

9月，變前勵全儲能電源全部安裝上線：最大電流3900A，最大電壓4300V，最大電流上升率38000A/s，性能參數達到設計指標；已完成長時間烤機和快速率下磁場高精度動態校正，磁場誤差小於1Gs。

03

11月，5套高梯度磁合金高頻系統全部上線，完成系統聯合調試。在最具挑戰的0.29～2.1MHz寬帶低頻段，實現35kV/m 國際最高電壓梯度，電壓精度優於±1%，相位精度優於±1°，達到國際領先水平。

04

12月，首創的鈦合金骨架超薄壁真空室全部上線，完成世界規模最大的加速器極高真空系統調試，真空度優於7×10-12mbar。

05

高端束診電子學系列設備成功打破了國外壟斷，全面實現了國產化。自主研發的20多個種類、1500餘套電子學設備全部上線安裝，解決了HIAF工程束流的高精度、大動態範圍、多維度參數測量以及微秒量級聯鎖保護的需求，整體性能達到國際先進水平，部分核心電子學指標優於商用產品。 

06

自主研發新一代高安全性高速通信協議CVLink及其驅動的大規模高性能加速器集羣控制平台LACCS，開展高精度、智能化束流精準操控。基於CVLink協議的LACCS控制平台，採用多鏈路並行通信、數據-邏輯分離接口、線程池並行調度等創新設計，突破了加速器控制軟件的自主安全可控和超大數據量高效傳輸處理等核心技術。LACCS控制系統已成功應用於HIAF裝置。

常温前端調試出束

10月，常温前端調試出束， RFQ引出束流能量0.8MeV/u，百微安流強下氧離子束在RFQ中的傳輸效率達96%以上

11月，常温前端實現1 emA氧離子束加速

12月，常温前端完成氪、鉍等重離子調試出束

百微安重離子束流的高效傳輸與加速

2025年

是HIAF工程驗收關鍵之年

將全面開展

多種離子的工藝測試驗收

與首批實驗研究

敬請期待！