大国重器上新！十年之功造就的科研利器，有何独特之处？

重离子加速器是指用来加速比阿尔法粒子重的离子的装置。依托不断升级换代的离子加速器和不断发展的加速器新技术，离子束物理前沿研究持续深化着人们对物质世界的认知，其应用技术也被广泛应用于不同领域。

近日，我国研制的国际首台低能量强流高电荷态重离子研究装置通过了国家自然科学基金委员会专家组的现场验收。

低能量强流高电荷态重离子研究装置

这一装置可提供强度高、电荷态高的重离子束流，且离子种类多、能量变化范围宽，将为核天体物理、原子物理等前沿研究及核能材料研发等应用研究提供先进实验条件。

低能量强流高电荷态重离子研究装置总负责人、中国科学院院士赵红卫

该项目总负责人、中国科学院院士赵红卫介绍:当前国际上虽有多个重离子装置在建或已建成，但在多学科交叉前沿基础研究领域和国家需求的重要应用领域仍缺乏多功能、小型化的低能量强流重离子加速器装置。

低能量强流高电荷态重离子研究装置示意图

低能量强流高电荷态重离子加速器装置由45吉赫兹超导高电荷态电子回旋共振离子源、高压平台、强流多电荷态束流分析和制备系统、连续波新型射频四极场(RFQ)重离子加速器、中能束流传输线、束流诊断系统和辅助配套等子系统组成。

低能量强流高电荷态重离子研究装置

自2015年项目启动以来，研发团队历经十年磨一剑，聚焦于强流高电荷态重离子束的产生、加速与精确控制等关键技术难题，取得了多项具有国际领先水平的技术创新。其中包括:首次实现铌三锡超导磁体在ECR离子源中的应用，成功研制出磁场强度与微波频率均居世界之首的超导高电荷态ECR离子源，刷新了ECR离子源的流强纪录；同时，开发出束流强度全球领先的连续波重离子RFQ加速器，实现了毫安量级高电荷态重离子束的稳定加速与传输。

据介绍，低能量强流高电荷态重离子研究装置运行后，科学家们有望在原子物理、核天体物理和核能材料等领域产生一批突破性的研究成果。如可在世界上率先开展低能量高电荷态离子碰撞实验研究，在低能区对恒星平稳核燃烧过程的一些关键核反应截面进行直接测量，从而有望解决一些国际上多年来悬而未决的核天体物理重要科学问题。