国家重大科技基础设施强流重离子加速器装置2024年取得重要进展

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国家重大科技基础设施强流重离子加速器装置2024年取得重要进展

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网易

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强流重离子加速器装置（HIAF）是《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012－2030年）》优先安排建设的重大科技基础设施之一，由中国科学院近代物理研究所负责建设。HIAF能够提供国际上脉冲流强最高的重离子束流和精度最高的核质量环形谱仪，将为我国核物理基础前沿研究和核技术重大应用提供国际领先的研究平台。依托HIAF，将形成在国际上具有重大影响力的重离子科学研究中心。

HIAF占地490亩，束线总长2km，预计将于2025年建成。2024年，该装置取得了重要进展：

土建完工

3月，HIAF各单体建筑土建施工完成，加速器主体设备全面进场安装；12月，完成土建工程竣工验收备案。

配套工程全部投入运行

5月，工艺冷却水、通风空调、高低压配电等配套系统完成现场安装调试，进入运行阶段。

工艺设备安装基本完成

HIAF大型工艺设备6000台套，工艺线缆长约70万米，地下隧道深度13米。项目组基于全系统的BIM建模和EMC设计精准施工，搭建了集设计、工艺、制造、安装和管理一体的数字化平台，形成直观、全面的“信息库”，通过采取分区分段、地上地下同步推进的并行安装策略，自3月开始，历时8个月，基本完成工艺设备安装就位。

2024年3月28日，BRing隧道设备启动安装。图为首台快循环二极磁铁安装。

核心关键技术设备通过真实负载联调和长时间烤机

6月，HIAF强流高电荷态离子源样机——国际首台45GHz ECR离子源研制成功，并在测试平台调试出束。

9月，变前励全储能电源全部安装上线：最大电流3900A，最大电压4300V，最大电流上升率38000A/s，性能参数达到设计指标；已完成长时间烤机和快速率下磁场高精度动态校正，磁场误差小于1Gs。

11月，5套高梯度磁合金高频系统全部上线，完成系统联合调试。在最具挑战的0.29～2.1MHz宽带低频段，实现35kV/m 国际最高电压梯度，电压精度优于±1%，相位精度优于±1°，达到国际领先水平。

12月，首创的钛合金骨架超薄壁真空室全部上线，完成世界规模最大的加速器极高真空系统调试，真空度优于7×10-12mbar。

高端束诊电子学系列设备成功打破了国外垄断，全面实现了国产化。自主研发的20多个种类、1500余套电子学设备全部上线安装，解决了HIAF工程束流的高精度、大动态范围、多维度参数测量以及微秒量级联锁保护的需求，整体性能达到国际先进水平，部分核心电子学指标优于商用产品。

自主研发新一代高安全性高速通信协议CVLink及其驱动的大规模高性能加速器集群控制平台LACCS，开展高精度、智能化束流精准操控。基于CVLink协议的LACCS控制平台，采用多链路并行通信、数据-逻辑分离接口、线程池并行调度等创新设计，突破了加速器控制软件的自主安全可控和超大数据量高效传输处理等核心技术。LACCS控制系统已成功应用于HIAF装置。