强流重离子加速器装置今天建成 开始投入科学研究

今天（21日），位于广东惠州的国家重大科技基础设施——强流重离子加速器装置，通过了由中国科学院组织的工艺验收，标志着该大科学装置达到所有工程建设目标，进入试运行阶段，开始投入科学研究。

强流重离子加速器装置以“探索原子核存在极限、揭示核天体物理过程、推动核能开发和多学科应用”为三大目标，是研究原子核微观世界的国之重器。它能把各类离子加速到极高速度，用来轰击原子核，一边探索原子核内部的运行规律、尝试合成全新超重元素，解开铀等重元素究竟从何而来的谜题；另一方面，它还能模拟太空辐射、极端聚变环境，研发治疗肿瘤的重离子医疗设备、特种新材料、先进核能相关技术，为航空航天、生物医药等领域提供关键实验平台。

中国科学院近代物理研究所副所长 杨建成：我们将冲击119和120号新元素的合成。一个新元素的合成意义是非常大的，比如我们能够合成长寿命的超重元素，那将会给全世界核能和材料的发展带来颠覆性改变。

据了解，强流重离子加速器装置于2018年12月开工建设，2025年10月首次出束，其关键设备与核心软件均实现国产化自主可控。这座大科学装置还是世界上第一台由超导直线加速器、同步加速器和储存环组合而成的先进重离子研究装置，结合了超导直线加速器的高连续流强和环形同步加速器的高脉冲流强优势。

中国科学院近代物理研究所党委书记、副所长 胡正国：强流重离子加速器一共组织了九次现场测试，针对不同种类离子的束流的流强、能量，目前有六个实验终端，都进行了现场测试。到现在为止，已经全面完成了工艺的验收工作。建好之后，它能提供一个大的科学研究平台，给我们国家科技自立自强能够发挥很好的作用。

数字孪生技术辅助大科学装置建设

近年来，数字孪生技术在多个关键领域获得长足发展。在强流重离子加速器装置的建设中，数字孪生技术就发挥了重要作用。

为了打造这台硬核装置，中国科学院近代物理研究所的工程与科研团队率先开展了基于数字孪生驱动的大科学工程建设新模式。科学家们在电脑里先造了一个虚拟的强流重离子加速器装置，模拟调试优化工序，再在现实世界中按最优方案施工，将国际上通常所需的2到3年安装周期硬是缩短到了8个月，探索出一条重大科技基础设施建设的中国制造路径。

重离子是什么？它如何被加速？

什么是重离子？强流重离子加速器装置又是如何对它进行加速的呢？

重离子由元素周期表中原子序数大于2的原子剥去部分甚至全部的外层电子而成。碳、铁、铀等离子均属于此类。

强流重离子加速器装置先通过超导电子回旋共振离子源剥离原子外层的电子，生成高电荷态重离子束，束流进入超导直线加速器完成初步加速，再送入周长569米的环形加速器，让离子在环形轨道反复循环提速，逐步逼近光速；以氧离子为例，一次加速的数量可达数千亿个，速度可以接近光速的96.4%，也就是说1秒钟内，这些离子飞行的总距离能绕地球7.2圈，束流强度比传统加速器高出千倍甚至万倍，这意味着以前要花好几年积累的实验数据，现在可能几小时就能搞定。

经过累积、提纯、二次加速后，高能重离子束会被精准引向各类实验终端，用于核物理基础研究、医用同位素研发、辐照育种等前沿探索，驱动多学科交叉创新，助力培育新质生产力。

（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉 刘玉蕾 何俊儒）