Инсталацията за ускорител на тежки йони с висок интензитет в Huizhou, провинция Гуангдонг. [Photo provided to chinadaily.com.cn]
Инсталацията за ускоряване на тежки йони с висок интензитет, основен национален научен и технологичен инфраструктурен проект в Китай, завърши строителството и премина прегледа си за технологично приемане във вторник, влизайки в пробни операции.
Експертна група заключи, че HIAF постига водеща в международен план производителност сред подобни съоръжения, като всички показатели за приемане отговарят или надвишават проектните цели след множество кръгове на тестване. Панелът одобри технологичното приемане на съоръжението, цитирайки цялостни самостоятелно разработени пробиви в технологиите за ускоряване на тежки йони с висок интензитет.
Разположен в Huizhou, провинция Guangdong, HIAF е проектиран и разработен от Института за съвременна физика към Китайската академия на науките. Той е проектиран да произвежда най-интензивните в света импулсни лъчи от тежки йони, служейки като „супер микроскоп“, който позволява на учените да изследват основните градивни елементи на материята и еволюцията на Вселената.
Тъй като граничната ядрена наука изисква все по-висок интензитет на лъча, проектът HIAF беше предложен през 2009 г., започна през декември 2018 г. и завърши първото си цялостно въвеждане в експлоатация на лъча през октомври 2025 г.
Обхващайки 32 хектара с 2-километрова лъчева линия, разположена на 13 метра под земята, HIAF е първото в света изследователско съоръжение за тежки йони, което интегрира свръхпроводящ линеен ускорител със синхротрон с бърз цикл.
„Високият интензитет е основният показател за производителност за йонен ускорител от следващо поколение. Това означава, че броят на йоните, ускорени във всеки импулс, е значително увеличен“, каза Ян Джианченг, заместник-директор на Института за съвременна физика и главен инженер на проекта HIAF.
„Постигането на такъв ултрависок интензитет представлява значителни технически предизвикателства, като изследванията и развитието на ключови технологии продължават повече от десетилетие“, каза Янг.
Тези предизвикателства доведоха до поредица от технологични иновации, включително ултрабързи захранвания, способни да променят тока с хиляди ампера в рамките на 100 милисекунди и среда с ултрависок вакуум с натиск, сравним с този на повърхността на Луната.
Тези постижения позволиха на HIAF да надмине своите дизайнерски спецификации, постигайки световен рекорд по интензитет на лъча както за кислород, така и за бисмутови йони.
Изследователите също така измериха масата на краткотраен златен изотоп с два пъти по-голяма точност от предишния световен рекорд и откриха два нови изотопа, демонстрирайки комбинираните силни страни на съоръжението във висока интензивност, висока енергия и висока прецизност.
HIAF е сред малкото ускорители в света, способни да ускоряват йонни видове, вариращи от водород до уран, и да произвеждат хиляди нестабилни атомни ядра. Оборудван с шест експериментални терминала, съоръжението ще поддържа изследвания в три основни области: изследване на границите на ядреното съществуване, разкриване на начина, по който елементите се изковават в звездите, и напредък в междудисциплинарните приложения на тежки йонни лъчи.
Като един от най-мощните ускорители в света, HIAF ще работи като международно научно потребителско съоръжение.
„HIAF е настроен да се превърне в глобално значим изследователски център за тежки йони. Учени от университети, изследователски институти и индустрии по целия свят са добре дошли да си сътрудничат и да провеждат експерименти тук“, каза Янг.
Очаква се съоръжението да помогне на учените да прокарат границите на ядрената физика, ядрената астрофизика и атомната физика. Той също така ще поддържа усъвършенствани приложения с лъчи на тежки йони в здравеопазването, науката за материалите и биологичното развъждане.