北京放射性核束加速器自主研发及应用项目通过科技成果鉴定

专家组听取了项目负责人张天爵作的项目情况详细汇报。经质询、讨论，专家组形成了鉴定意见，并一致同意该项目通过科技成果鉴定。与会专家认为，北京放射性核束加速器是我国核科学技术领域内开展基础和应用研究的重要平台，是目前我国唯一基于在线同位素分离 (ISOL)的放射性核束设施，是继欧洲ISOLDE、美洲ISAC等装置之后国际上为数不多的高分辨ISOL装置；突破了100MeV强流质子回旋加速器、高分辨同位素分离器和超导重离子直线增能器的核心技术，实现了自主设计和自主建造，形成了一器多用、两器并用、多器合用、多领域、多学科的科学研究平台。该项目在国际上首次研制成功紧凑结构的100MeV强流回旋加速器，突破了能量70MeV以上回旋加速器均采用分离扇或螺旋扇磁极的设计思路；获得了国际上紧凑型回旋加速器靶上最高束流功率并实现了最大的流强供束范围；突破了强流高亮度负氢离子源、中心区6D相空间匹配、功率高频系统的低电平高稳定度智能化控制、低流强束精确注入控制、引出轨道束流光学匹配、低温大抽速真空等核心技术，在束流线末端的束流收集器上，最高获得了52kW的靶上束流功率，加速-引出束流损失<1%；并实现了从10pA到数百µA共计7个量级跨度的流强供束范围，低流强束稳定度好于1%，在照射野为4.5×4.5cm²范围内均匀性好于93%；引出束流的能量从75MeV到100MeV连续可调，满足了不同领域应用对束流能量、流强的不同需求；解决了放射性核束装置的ISOL高分辨系统消能散关键技术问题，获得了大动态磁场范围、宽均匀区、高均匀度磁场；自主研发了ISOL多极透镜电源，并采用分段校正方法，实现了透镜电源宽范围正负双路同时输出的十万分之一高对称性和千分之一的高稳定性，使ISOL质量分析系统的分辨率达到24460。

 

该项目是原子能院四大科技创新平台之一，总投资36650万元，主要建设内容是在原子能院HI-13串列加速器的前端新建一台100MeV、200μA强流回旋加速器，一台质量分辨率为20000的在线同位素分离器；后端新建一台能量增益为2MeV/q的重离子超导直线增能器。该项目于2016年10月通过国防科技工业局验收，其关键技术和设备完全自主可控。它的建成填补了我国高强度、高纯度放射性核束设施领域空白，技术上具有重大自主创新，拥有多项自主知识产权，申请专利70余项，授权40余项，制定了2项国内标准，1项国际标准已立项，发表文章、专著220余篇。该项目研制的紧凑型强流质子回旋加速器的能量、加速引出效率、靶上束流功率和在线同位素分离器的分辨率等主要性能指标，达到国际领先水平，已经用于空间电离辐射环境下单粒子效应、空间质子探测器标定、星用CCD图像传感器、放射性核束衰变与反应研究、核数据测量等核物理基础和应用研究。