我國能量最高質子回旋加速器首次出束

7月4日，由中國原子能科學研究院自主研發的世界首臺100MeV（兆電子伏）質子回旋加速器首次調試出束：調束指令發出，低能量的負氫離子在電場和磁場的作用下不斷旋轉并加速，在達到百兆電子伏后并引出時，熒光靶上出現一道藍色的光斑。這標志著該院承建的國家重點科技工程——HI-13串列加速器升級工程的關鍵實驗設施建成，也標志該工程重大里程碑節點的實現。

2003年7月，HI-13串列加速器升級工程經原國防科工委批準立項，主要是在原子能院現有的HI-13串列加速器前端新建一臺強流回旋加速器，在后端新建一臺超導直線增能器。升級完成后，將建成國際上最大的緊湊型強流質子回旋加速器，也是我國自主創新、自行研制的能量最高的質子回旋加速器，在已有串列加速器實驗室的基礎上，逐步形成一器多用、多器合用、多領域、多學科的科學研究平臺，填補我國中能強流質子回旋加速器、高分辨同位素分離器和超導重離子直線加速器的空白，達到目前國際同類裝置的先進水平，使我國成為少數幾個擁有新一代放射性核束加速器的國家。

該加速器總設計師張天爵研究員說，為了在核物理、生命科學、材料科學等基礎科學研究，核醫學、放射醫學等應用研究方面發揮獨特作用，并結合大量的強流束流動力學研究結果和大量工程經驗的基礎上，我們最終將該加速器設計的目標確定為100MeV。而將加速器設計為緊湊型，可保證高流強、高效率，降低建造費用和運行費用。

能量從30MeV提升到100MeV，許多技術要求有質的區別。100MeV質子回旋加速器直徑6.16米、總重量475噸，主磁鐵組合加工精度要求高于0.05毫米。它的研制成功，表明原子能院掌握了特大型超精密磁工藝技術、大功率高穩定度高頻技術、大抽速低溫真空技術等一批質子回旋加速器核心技術，取得了一系列的創新性成果。

加速器是核科學研究的重要平臺，可開展中子物理、新核素合成、質子生物醫學效應、質子輻照效應等方面研究，大型質子回旋加速器研發技術還可用于現代醫療。放射性治療是目前癌癥治療的重要手段之一。與X射線和電子束照射相比，由于質子有尖銳的“布拉格峰”，其在腫瘤處劑量最大，腫瘤前部小于1/3腫瘤處的劑量，腫瘤后部幾乎沒有劑量，對正常組織損傷小、副作用小，因此在轟擊癌細胞的過程中將最大限度地保護人體正常組織。

原子能院是我國加速器起步和發展的搖籃，60多年來，引進開發了各種能量和類型的加速器幾十臺。1987年從美國引進的HI-13串列加速器正式投入運行，為我國低能核物理研究做出了重要貢獻。