中国建成世界最大紧凑型强流质子回旋加速器

7月4日，由中国原子能科学研究院自主研发的世界首台100MeV(兆电子伏)质子回旋加速器首次调试出束：调束指令发出，低能量的负氢离子在电场和磁场的作用下不断旋转并加速，在达到百兆电子伏后并引出时，荧光靶上出现一道蓝色的光斑。这标志着该院承建的国家重点科技工程——HI-13串列加速器升级工程的关键实验设施建成，也标志该工程重大里程碑节点的实现。

2003年7月，HI-13串列加速器升级工程经批准立项，主要是在原子能院现有的HI-13串列加速器前端新建一台强流回旋加速器，在后端新建一台超导直线增能器。

升级完成后，将建成国际上最大的紧凑型强流质子回旋加速器，也是我国自主创新、自行研制的能量最高的质子回旋加速器，在已有串列加速器实验室的基础上，逐步形成一器多用、多器合用、多领域、多学科的科学研究平台，填补我国中能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加速器的空白，达到目前国际同类装置的先进水平，使我国成为少数几个拥有新一代放射性核束加速器的国家。

该加速器总设计师张天爵研究员说，为了在核物理、生命科学、材料科学等基础科学研究，核医学、放射医学等应用研究方面发挥独特作用，并结合大量的强流束流动力学研究结果和大量工程经验的基础上，我们最终将该加速器设计的目标确定为100MeV。而将加速器设计为紧凑型，可保证高流强、高效率，降低建造费用和运行费用。

能量从30MeV提升到100MeV，许多技术要求有质的区别。100MeV质子回旋加速器直径6.16米、总重量475吨，主磁铁组合加工精度要求好于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艺技术、大功率高稳定度高频技术、大抽速低温真空技术等一批质子回旋加速器核心技术，取得了一系列的创新性成果。

加速器是核科学研究的重要平台，可开展中子物理、新核素合成、质子生物医学效应、质子辐照效应等方面研究，大型质子回旋加速器研发技术还可用于现代医疗。

放射性治疗是目前癌症治疗的重要手段之一。与X射线和电子束照射相比，由于质子有尖锐的“布拉格峰”，其在肿瘤处剂量最大，肿瘤前部小于1/3肿瘤处的剂量，肿瘤后部几乎没有剂量，对正常组织损伤小、副作用小，因此在轰击癌细胞的过程中将最大限度地保护人体正常组织。

原子能院是我国加速器起步和发展的摇篮，60多年来引进开发了各种能量和类型的加速器几十台。1987年从美国引进的HI-13串列加速器正式投入运行，为我国低能核物理研究做出了重要贡献。近年来，该院又先后成功开发了我国首台PET医用回旋加速器样机以及多台不同能量、不同用途的加速器，为国家安全和国民经济发展作出了重要贡献。(张翔)