惠州强流重离子加速器：清洁能源新纪元的“超级引擎”

惠州强流重离子加速器：清洁能源新纪元的“超级引擎”

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中国科学院

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来源

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http://www.ihep.cas.cn/xwdt2022/gnxw/hotnews/2024/202412/t20241223_7508604.html

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2025年12月，一台将改变人类能源未来的“超级机器”将在广东惠州建成。这台名为“强流重离子加速器”（HIAF）的装置，不仅是中国在基础科学研究领域的重大布局，更将为清洁能源的发展开启新的篇章。

在科幻小说《三体》中，粒子加速器是人类探索宇宙奥秘的关键工具。而现实中的HIAF，其功能同样令人惊叹。这台装置将产生世界上最强的不稳定核束流，为核物理和核天体物理研究提供前所未有的条件。

HIAF的建设进展顺利，目前常温前端已成功调试出束，能量和传输效率达到设计指标。这一突破标志着项目从加速器装置装配阶段逐步迈入系统级联调阶段。中国科学院院士詹文龙介绍，HIAF项目计划于2025年12月建成，届时将与另一台在建的加速器驱动嬗变研究装置（CiADS）共同作用，产生超强不稳定核束（RIB），为我国开展核物理基础研究和核天体物理研究创造全球领先条件。

核聚变是宇宙中最基本的能量产生方式，也是人类追求的终极能源。HIAF将为这一领域的研究提供强大支持。

基于HIAF研发的创新技术，可以建造符合研究聚变燃料、材料研发的强中子源。这将为国际重离子惯性聚变的研究和应用开启新的里程碑。重离子惯性聚变是实现可控核聚变的一种重要途径，其原理是利用重离子束压缩聚变燃料靶丸，引发聚变反应。HIAF提供的强中子源将为这一过程的研究提供关键数据和实验支持。

在核裂变能领域，HIAF同样展现出巨大的应用潜力。基于CiADS的ADANES燃烧器是一种可实现完全燃料循环的新型核能系统。这种系统能够将燃料效率从当前的不到1%提高到95%以上，同时将核废料量减少到4%以下，放射寿命缩短至500年以内。

更令人振奋的是，这种新型核电站将突破传统冷却方式的限制，实现用少量水甚至无水冷却。这意味着核电站可以建在水资源匮乏的地区，如胡焕庸线以西的广大区域，为西部地区的能源供应和经济发展开辟新途径。

除了在清洁能源领域的突破，HIAF还在医疗、农业等多个领域展现出广阔的应用前景。

在医疗领域，基于HIAF技术的重离子治疗装置已成为治疗实体肿瘤的尖端利器。我国自主研发的首台重离子治疗装置位于武威重离子中心，已治疗肿瘤50多种，5年生存率达到64.04%，远超现有常规放疗36%的水平。目前，国产重离子治疗装置已在全国13个地市布局或建设，形成全国性产业链联盟。

在农业领域，重离子育种技术已创制出东北粳稻、东北大豆、棉花、中药材等兼具高产、性状好、抗病等新品种。与袁隆平团队合作，通过重离子诱变结合突变体靶向筛选技术，研创出低镉杂交稻及优质常规稻材料，并推广种植。

两大科学装置的建设，将为惠州乃至粤港澳大湾区带来深远影响。据估算，两大科学装置建成投用后将吸引聚集约1500名科学家到惠州从事科研工作。同时，相关研发成果转化正在惠州推进，多家服务两大科学装置的企业已落户惠东产业园，年产值预计将达3.5亿元左右。

作为大湾区重要节点城市，惠州正以两大科学装置等项目建设为抓手，积极参与大湾区国际科技创新中心建设。未来，这里不仅将成为全球科技创新高地，更将为传统产业转型升级注入强劲动能。

随着HIAF的建成，人类距离清洁能源的梦想又近了一步。这台“超级机器”不仅将推动核聚变和核裂变能的发展，更将在多个领域展现其巨大价值，为人类带来更多的福祉。