我国强流高功率质子加速器研制再创世界纪录 实现10毫安束流稳定运行

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近日，中国科学院近代物理研究所独立自主研制的加速器驱动的嬗变系统（ADS）取得新进展，其关键系统超导直线加速器样机在国际上首次实现束流强度10毫安连续波质子束176千瓦运行指标，并于12日凌晨2:20实现10毫安束流稳定运行。这一科研进展验证了ADS商用装置束流强度10毫安指标的可行性，同时也为我国在建的国家重大科技基础设施“强流重离子加速器”“加速器驱动嬗变研究装置”提供了重要支撑。

2011年中国科学院启动实施战略性先导科技专项（A类）“未来先进核裂变能-ADS嬗变系统”。射频超导强流高功率质子直线加速器是ADS三大关键系统之一。强流高功率离子束是核科学和核技术前沿，也是各发达国家争先抢占的战略高地。实现10毫安连续波强流高功率质子束稳定加速是国际上近20年来长期追求的目标，无论物理上还是技术上都存在前所未有的巨大挑战。采用全超导直线加速器加速5毫安以上连续波质子束从未在国际上被验证或实现。中国科学院近代物理所自接到任务开始，始终坚持关键核心技术自主创新， 2017年6月与中国科学院高能物理团队一起完成25兆电子伏加速器专家测试通过验收，建成了ADS加速器原型样机，突破了射频超导直线加速器这一“卡脖子”技术。

ADS加速器原型样机验收后，近代物理所科研团队继续开展连续波高功率束流稳定运行技术研究，并不断稳步提高运行功率和连续运行时间。春节期间，团队仍夜以继日地奋战在科研一线，解决了一个又一个难题，实现10毫安下的束流快速恢复和稳定运行，功率达到176千瓦，可用性达到90%以上，再次刷新由团队自己创造的世界纪录。

数十兆瓦的高功率连续波超导加速器是核废料嬗变处理、医用同位素生产、高通量中子源等国家重大战略需求的核心技术。在射频超导加速器建设和高功率稳定运行上取得的新突破，奠定了核废料嬗变处理和新元素合成研究的基础，也将助力我国医用放射性同位素的规模量产。