北京串列加速器核物理国家实验室简介

北京串列加速器核物理国家实验室

北京串列加速器核物理国家实验室是我国低能核物理研究基地，主要开展核物理基础研究、核数据测量、辐射物理与生物、核物理应用等学科研究。串列实验室主要设备是一台大型静电式HI-13串列加速器，并配备Q3D磁谱仪等物理实验终端设备。串列加速器于1987年投入运行，次年串列实验室成立。2016年10月，串列加速器升级工程即北京放射性核束装置正式投运，达到国际同类装置先进水平，是目前亚洲唯一已运行的在线同位素分离型装置，形成一器多用、多器合用、多领域、多学科的重要科研平台。

面向世界科技前沿，串列实验室研究领域涵盖核物理基础、核物理应用、核数据三大领域多个学科方向，取得了一批具有国内外重要影响力的科研成果，在《物理评论快报》《自然·通讯》等学术期刊发表学术论文2500余篇，为国家重大需求提供重要支撑。同时，为国家培养了一批核科技高级人才，形成了以中科院院士、“973”首席科学家、国家杰青、“百千万人才”等为代表的领军人才队伍，以及以国家优青等为代表的青年拔尖人才队伍，为实验室高质量发展发挥着中流砥柱作用。

串列实验室自成立以来，按照对国内、外开放的国家实验室模式进行管理与运行，保持年4000小时的高运行水平，截至2022年底累计完成14万小时的稳定运行。与北京大学、清华大学、中科院、航天集团等上百家国内科研院所、高校，以及华为等民营企业开展了2000余项课题的实验工作，与来自英、美、韩、日等十余个国家的科研团队开展合作研究。

研究领域

在核物理基础研究方面，我国科研人员正瞄准国际前沿研究，力争取得具有国际影响力的科研成果，为核物理发展研究发挥重要作用。重离子核反应研究上，主要开展近垒和垒下重离子核反应实验研究，以揭示碰撞核内部和相对运动自由度的多维耦合及组合体系的动力学过程；放射性核束物理与核天体物理研究上，已经在加速器次级束流线上产生了纯度较好的6He等次级束，间接测量了6He(p,γ)7Li等天体物理重要反应，首次观察到6Li第二激发态的中子-质子晕结构和14O的能级结构，研究成果在Phys. Rev. Lett等国际著名刊物发表后，引起国际同行高度关注，2010年获国家基金委创新团队支持。

在核技术应用研究方面，继续为国家资源、环境、材料、生命等学科作出重要贡献。微电子器件单粒子效应研究上，建成了重离子单粒子效应专用辐照装置，运行稳定性、试验效率等多方面技术指标达到国际先进水平，与全国二十多家科研单位合作开展单粒子效应评估试验，其结果在我国多个航天工程和“核高基”重大专项中获得实际应用，在我国航天事业的快速发展中发挥着重要作用；通过国际上五个大型加速器质谱系统之一的原子能院加速器质谱系统，开展10Be等十余种核素的高灵敏度测量，开展核安全高灵敏监测、地质资源、环境污染、核物理与天体物理、生物医学示踪等应用研究，为国家核安全、海洋与地下水资源调查、核环境评估、核数据测量、骨质疏松研究提供新方法新技术。

在核数据测量与评价研究方面，按照“小规模，高水平，有特点”的指导原则，通过快中子双微分截面、激发函数、裂变产额、核衰变数据、原子分子数据等测量，开展了重要核素的核数据测量与评价，为我国核装置的发展做出强有力的技术保障，满足国家核工程的重大需求。裂变产额、活化反应截面、双微分截面、瞬发裂变中子能谱、高能γ射线测定、核衰变数据、原子分子数据等数据，为我国核产品研制提供了重要的基础数据支撑。此外，串列加速器在高自旋态、核效应分析和辐射生物等研究领域也开展了一系列工作。

发展历程

20世纪60年代初，核物理学家赵忠尧先生提出在我国建立串列加速器实验室的建议，此后钱三强先生为此做了进一步的努力。
1972年在第一次全国核物理会议上，根据国际核物理研究发展的动态，许多科学家又提出了建设串列实验室的建议。
1978年国家计委、国家建委批准订购串列静电加速器。
1978年11月与美国高压工程公司签订购买HI-13串列加速器合同。
1979年国家计委、国防科工委批准串列加速器工程设计任务书。
1980年核工业部批准串列加速器工程经费概算和建筑规模。
1981年5月串列加速器土建工程动工。
1981年9月召开串列加速器物理工作座谈会，中国科学院原子能所内外16个单位37名核物理学家参加，该会对串列加速器上的物理课题准备起了重要作用。
1985年4月召开第一次串列加速器课题评审会，对原子能所物理部预评课题的初步意见进行审议，为串列加速器规划了一批有意义的物理课题，并分配首批课题束流时间。
1986年5月在北京召开串列加速器核物理国际讨论会，王淦昌先生在致辞中说：“串列加速器核物理实验室的建成是我国核物理发展史上的里程碑”。
1986年10月串列加速器安装调试完成并通过加速器技术验收，开始试运行并为核物理实验提供束流。
1987年8月串列加速器工程项目通过国家验收并正式交付使用，并于当年9月向全国开放，串列加速器核物理实验室课题评审委员会正式成立。
1987年11月召开串列加速器核物理实验室课题评审委员会第一次会议，批准延续课题和新开课题各15个，其中院外新开课题4个共600小时，标志着实验室在向全国开放方面迈出了第一步。
1988年5月财政部下文，同意解决串列加速器运行经费，要求串列加速器实验室作为国家实验室对外开放。
1988年12月北京串列加速器核物理国家实验室成立。同时，串列加速器核物理实验室课题评审委员会改名为北京串列加速器核物理国家实验室学术委员会。
1990年自行设计建立五条新的国产束流管道，对串列研究领域进行扩充。
1993年在串列加速器上建成我国第一条放射性次级束流线。
1994年原子能院提议以现有的HI-13串列加速器为基础，建立“北京放射性核束装置”，并上报了“北京放射性核束装置建议书”。
1995年8月成功地举办了国际核物理大会，这是我国第一次举办国际核物理大会。
1997年12月，实验室成立十周年。王淦昌先生指出“串列加速器是有特色的低能核物理研究工具，有其不可替代性”、“在与兄弟院所共同利用中发挥了我国核物理研究中心的作用”。
1999年，原子能院再次上报“北京串列加速器核物理国家实验室升级工程《同位素开发与核结构研究装置》建议书”。
2000年12月国防科工委批准串列加速器加速管技术改造项目建议书，加速管技改项目正式开始，2002年10月项目完成。
2000年，“加速器驱动洁净核能系统的物理及技术基础研究”和“放射性核束物理及天体物理研究”得到国家973计划项目资助。
2003年1月，串列加速器升级工程顺利通过中咨公司组织的工程项目评估并上报国防科工委。
2003年7月，国防科工委批准串列升级工程立项。
2004年3月，国防科工委组织串列升级工程可研报告评审。
2004年6月，国防科工委批复“HI-13串列加速器升级工程可行性研究报告”。
2009年7月，国防科工局批复“HI-13串列加速器升级工程新可行性研究报告”。
2010年9月，国防科工局批复“HI-13串列加速器升级工程初步设计”。
2011年4月，HI-13串列加速器升级工程开始土建施工。
2014年7月，100 MeV质子回旋加速器首次调试出束，标志着原子能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，并入选“2014年中国十大科技进展”。