北京串列加速器核物理國家實驗室：低能核物理之家

30年來，HI-13串列加速器安全運行12萬小時，累計供束10萬小時，為國內外50多個研究機構的研究工作提供了從氫到鈾的60多種離子束流。

北京串列加速器核物理國家實驗室（以下簡稱“串列實驗室”）是我國低能核物理研究基地。它依托于中國原子能科學研究院核物理研究所，主要開展核物理基礎研究、核數據測量、輻射物理與生物、核物理應用等學科的研究。

串列實驗室的主要設備是一臺大型靜電式HI-13串列加速器，配備了Q3D磁譜儀等物理實驗終端設備。該串列加速器1987年通過國家驗收正式投入運行，1988年串列實驗室成立。自從成立以來，一直按照對國內、外開放的國家實驗室的模式來管理與運行。30年來，安全運行12萬小時，累計供束10萬小時，為國內外50多個研究機構的研究工作提供了從氫到鈾的60多種離子束流。

為提升研究能力，串列實驗室于2016年建成HI-13串列加速器升級工程。串列加速器升級工程是在目前串列加速器的前端增加一個100MeV、200μA的強流質子回旋加速器，在后端增加一個超導直線加速段進行少量增能。升級后對于核數據測量以及放射性核素物理等研究的能力將明顯增強，同時也使實驗室的國際地位有所提升。

串列實驗室是我國核物理研究對外合作與交流的重要窗口，目前已與國際原子能機構、日本、意大利等二十多個國家和國際機構建立了良好的國際合作關系。從1986年起，先后有624人次到國外研究機構訪問或工作，有2051人次的國外專家來訪。參加各類國際合作項目59項，承辦國際學術會議16次。

自從1988年串列實驗室成立以來取得了一批具有國際、國內重要影響的科研成果。通過基礎性研究，為提高我國在國際核物理界的地位發揮了重要作用;通過應用性基礎研究，為我國的資源、環境、材料、生命等學科的發展提供了重要支撐;通過對核數據的研究，為國家重點核科學工程的發展提供了重要數據;通過串列實驗室多年的研究工作，為國家培養了一批核科技高級人才。

30年來，獲國家自然科學獎2項、國家科學技術進步獎8項、國防科學技術獎25項、何梁何利科學技術獎2項、香港求是科技基金會杰出青年“物理”獎1項、胡濟民教育科學獎4項、吳有訓物理獎5項。在國際和國內核心期刊論文總數1311篇，其中SCI收錄639篇。

目前，串列實驗室主要關注以下幾個重點研究領域：

重離子核反應研究。主要開展近壘和壘下重離子核反應實驗研究。揭示碰撞核內部和相對運動自由度的多維耦合、弱束縛核破裂效應及組合體系的動力學過程。在試驗中發現裂變碎片角異性的異常現象;首次在^6，7Li+²⁰⁸Pb反應中揭示弱束縛核破裂效應;解決了⁹Be+²⁰⁸Pb和²⁰⁹Bi光學勢閾反常的實驗矛盾;提出用轉移反應作探針研究穩定核激發態中子暈，首先在¹²B和¹³C激發態中觀測到中子暈態。在放射性核束物理研究中，首次觀測到²⁹S質子暈和^27，28P核芯增大;首次觀測到²⁹S的²He集團發射和²⁷P的2α級聯發射等新現象。實驗室研究人員在國內外一級刊物發表130多篇文章。獲國家自然科學三等獎、部級科技進步一等獎等多項獎勵。

放射性核束物理與核天體物理研究。在次級束流線上產生了純度較高的⁶He、⁷Be、⁸Li、¹⁰C、¹¹C、¹³N、¹⁷F等放射性束流，間接測量了⁶He（p，γ）⁷Li，⁷Be（p，γ）⁸B， ⁸Li（n，γ ）⁹Li， ⁸B（p，γ）⁹C，¹¹C（p，γ）¹²N等天體物理重要反應，首次觀察到6Li第二激發態的中子一質子暈結構和140的能級結構。實驗室研究人員在Phys.Rev.Lett.，Phys.Lett.B等國際著名刊物上發表論文60余篇。2010年獲國家基金委創新團隊支持。

加速器質譜研究。加速器質譜是測量長壽命放射性核素靈敏度最高的分析技術，原子能院的加速器質譜系統是目前國際上五個大型加速器質譜系統之一，開展了¹⁰Be、³⁶Cl、⁴¹Ca、⁵³Mn、⁷⁹Se、¹²⁹I、²³⁶U等十余種核素的高靈敏測量技術，測量靈敏度達到國際水平，并利用這些核素開展了在地質資源、環境污染、核物理與天體物理、生物醫學示蹤等方面的應用研究工作，為我國的海洋與地下水資源調查，核環境評估、核數據測量、骨質疏松研究等作出了貢獻。

高自旋態研究。在束γ譜學終端擁有多個高純鍺反康譜儀組成的γ探測器陣列，依托該平臺，串列實驗室和國內多家單位合作，開展了原子核的磁轉動與手征轉動、三軸超形變、旋稱反轉、單粒子運動與集體運動、稀土核的形狀驅動效應、八極形變與八級關聯、同質異能態等研究工作。取得了稀土區奇質子核反常帶交叉和¹⁶⁷Lu三軸超形變的發現等一批有價值的成果，獲得過吳有訓物理獎，核工業總公司科學技術進步一等獎等。

核效應分析研究。核效應分析是用核物理效應做探針，在原子尺度觀察物質中發生的現象。是新能源、材料、宇航、生物、醫學、核物理等領域不可或缺的基礎技術。實驗室建立了國際上第一臺加速器在線擾動角關聯譜儀。還在該管道上建立了多種先進的核效應分析譜儀、ISOL型keV放射性核束實驗終端、重離子與氦和氫三束同時輻照裝置等。

電子器件單粒子效應研究。主要針對空間應用的微電子器件及系統，開展空間輻射效應地面模擬試驗技術及效應分析研究，實驗室擁有單粒子效應輻照試驗研究專用重離子寬束及微束輻照裝置。該裝置的束流分布及均勻性、運行穩定性、試驗效率等多項技術指標均達到國際先進水平，滿足了大批量器件進行工程化輻照試驗任務。其試驗結果在我國多個衛星型號工程、“核高基”國家重大專項、以及國防預研項目中獲得廣泛應用，為我國航天抗輻射加固技術的發展作出了重要貢獻。

輻射生物研究。依托于串列加速器Q3D磁譜儀終端，利用質子和多種重離子射線，在生物大分子、細胞和動物等不同水平上，使用原子力顯微鏡、細胞和分子生物學技術，開展輻射生物學效應、輻射防護及輻射育種方面的研究。為空間放射生物學、離子束治療腫瘤及輻射育種等提供技術支撐和科學依據。

核數據測量研究。主要開展快中子雙微分截面、激發函數、裂變產額、核衰變數據、原子分子數據等的測量工作，實驗室建有常規和非常規中子飛行譜儀、γ角分布儀、真空紫外光譜儀、BaF2 γ全吸收型探測器球等大型實驗設備，按照“小規模、高水平、有特點”的原則開展了多個重要核素的核數據測量工作，較好地滿足了有關用戶的需求，并且支撐了我國核數據實驗測量工作在國際上的地位。

通過基礎性研究，為提高我國在國際核物理界的地位發揮了重要作用;通過應用性基礎研究，為我國的資源、環境、材料、生命等學科的發展提供了重要支撐;通過對核數據的研究，為國家重點核科學工程的發展提供了重要數據;通過串列實驗室多年的研究工作，為國家培養了一批核科技高級人才。