從“1.5米經(jīng)典回旋加速器”到“分離扇重離子回旋加速器”，再到“蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)”，從1957年到2017年，60年，中國科學院近代物理研究所經(jīng)歷了三個國家五年計劃、三代人，建成了亞洲能量最高的重離子加速器。
 　　未來，依托強流重離子加速器將使我國重離子科學研究從“緊跟”走向“并行”，并逐步實現(xiàn)“引領”，形成在國際上具有重大影響的重離子科學研究中心。
 　　“儲存環(huán)精神”造就亞洲第一
 　　與其他電子類大科學裝置不同，蘭州重離子加速器(CSR)一旦開機運行，幾乎需要近60人的龐大團隊全員上陣。作為蘭州重離子加速器總工程師，夏佳文院士常告誡并要求一起奮斗的同事，“ CSR是我們的孩子，只有精心呵護，悉心培養(yǎng)才能長大。”
 　　從1992年，所長基金支持重離子加速器冷卻儲存環(huán)研究，到如今成為亞洲能量最高、規(guī)模最大的重離子研究裝置，CSR科研人員已形成“儲存環(huán)精神”——認真負責、團結協(xié)作、敢于創(chuàng)新、勇于奉獻。
 　　加速器總體室主任楊建成研究員至今仍清楚記得12年前那個寒冷的冬天。加速器建成調(diào)試，連續(xù)一兩個月奮戰(zhàn)，經(jīng)常工作到凌晨四五點回家，早上八點半又要到中央控制室，盒飯、軍大衣是那時的標配。
 　　“調(diào)試初期，很多條件還沒就位，工作困難很大。”楊建成回憶，有一次，調(diào)控方案一直不能確定，調(diào)試磁鐵電源的工作人員靠搓手、跺腳取暖，在寒冬里等了一個晚上。
 　　經(jīng)過兩年的調(diào)試，蘭州重離子加速器實現(xiàn)了全離子加速。
 　　“做科研的人，總有點兒死腦筋，認為自己的思路是對的。”楊建成說，大科學裝置不是標準產(chǎn)品，很多問題都不可預見。因此，中控室是爭論最多的地方，大家會為了一個參數(shù)爭得面紅耳赤，也由此更好地整理自己和別人的思路。中央控制室懸掛著一張邊角發(fā)黃、背面橫七豎八粘滿膠帶的加速器總體結構圖。這張被翻閱過無數(shù)次的圖紙，見證了楊建成回憶中的每一次爭執(zhí)與堅持。
 　　目前，加速器每年運行7000小時，其中5000小時為用戶提供束流。加速器為質(zhì)量測量、新核素合成、放射性束物理、輻照材料、輻射生物和單粒子效應檢測等科學研究提供了高品質(zhì)的束流。
 　　加速器驅動嬗變研究裝置
 　　“敢為天下先”
 　　2010年，為解決核安全、核廢料安全處理處置問題，中國科學院啟動了戰(zhàn)略性先導科技專項“未來先進核裂變能——ADS嬗變系統(tǒng)”，近代物理研究所作為牽頭單位接受了這項艱巨任務?；貞泟偨邮苋蝿盏臓顩r，該項目首席科學家、近代物理研究所副所長徐瑚珊說：“我們充分做好了艱苦奮斗準備，ADS是值得奮斗一生的科研事業(yè)。”
 　　加速器驅動嬗變研究裝置(CIADS)主要由強流超導直線加速器、高功率散裂靶、次臨界反應堆構成。國際上有一些單項技術的研究，但沒有實際運行的系統(tǒng)樣機。“無中生有、敢為天下先”——面對困難，徐瑚珊這樣鼓勵團隊中年輕的科研人員。多少個令人“絕望”的反復失敗和不斷堅持后，團隊迎來了“第一次”成功——強流超導直線加速器垂測到超導數(shù)據(jù)。過了這道坎兒，團隊每向前走一步，都是創(chuàng)造新的世界紀錄。超導直線加速器注入器II的技術負責人何源研究員笑稱，6月6日是團隊的“幸運日”：2015年6月6日，超導直線加速器首次輸出能量5兆電子伏。2016年10月31日，超導直線加速器輸出能量10兆電子伏。2017年6月6日，超導直線加速器輸出能量25兆電子伏，完成設計目標，使我國強流超導直線加速器技術進入國際領先行列。
 　　散裂靶是構成ADS系統(tǒng)的核心組成之一，現(xiàn)有的散裂靶型難以滿足未來ADS商業(yè)化的功率要求。“我們小時候都玩過沙漏，沙子可以計時，證明流動很穩(wěn)定。我們試試這個思路？”2012年，中國科學院副院長詹文龍向楊磊研究員提出思路，試圖從沙漏入手，使散裂靶兼具固體靶和液體靶的優(yōu)點，而避免缺點。2013年，ADS研究團隊原創(chuàng)性地提出了顆粒流散裂靶。2017年7月，國際首臺顆粒流散裂靶原理樣機建成，現(xiàn)場測試的各項指標達到設計要求，是國際高功率散裂靶研究領域的一個重要里程碑。
 　　徐瑚珊表示，CIADS選址廣東惠州，預計2023年建成，國家投資18億元，配套設施和通平由地方負責，將成為國際首臺質(zhì)子超導直線加速器、高功率散裂靶和次臨界裝置的系統(tǒng)集成研究裝置。
 　　強流重離子加速器
 　　“引領”重離子科學研究
 　　為了探索原子核存在極限和奇特結構、宇宙中從鐵到鈾元素的來源、高能量密度物質(zhì)性質(zhì)等重大前沿科學問題，解決我國空間探索和核能開發(fā)領域中與粒子輻射相關的關鍵技術難題，2008年，中科院近代物理研究所提出，建造國家重大科技基礎設施——“強流重離子加速器裝置”(HIAF)，選址廣東省惠州市，國家投資15億元，配套設施和通平由地方負責，預計2024年建成。
 　　所長助理周小紅研究員介紹，高流強、高能量、高束團功率是重離子加速器的發(fā)展趨勢，束流指標愈先進就愈有可能引領相關科學研究并取得重大成果。HIAF建成后，提供束流強度是現(xiàn)有裝置的一千到一萬倍，能量提高10倍。與國際同類裝置比較，將提供最強的中低能脈沖重離子束流，產(chǎn)生最高功率的短脈沖、強聚焦、高能量重離子束團，開展高精度儲存環(huán)物理實驗。因此，HIAF在產(chǎn)生遠離穩(wěn)定線原子核、精確測量短壽命原子核質(zhì)量、重離子驅動產(chǎn)生高能量密度物質(zhì)方面極具優(yōu)勢。
 　　“我們是站在前輩的肩膀上做科研。”楊建成對記者說。通過“1.5米經(jīng)典回旋加速器”“分離扇重離子回旋加速器”和“蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)”三代國家大科學工程的建設和運行，近代物理研究所掌握了具有自主知識產(chǎn)權的離子加速器核心技術，積累了豐富的大科學裝置建造、運行和管理經(jīng)驗，形成了素質(zhì)優(yōu)良、年齡結構合理、專業(yè)種類齊全、勇于創(chuàng)新、團結協(xié)作的高水平加速器工程建設和相關科學研究隊伍，具備承建大型離子加速器裝置的能力。依托HIAF，將使我國重離子科學研究從“緊跟”走向“并行”，并逐步實現(xiàn)“引領”，形成在國際上具有重大影響的重離子科學研究中心。
 　　編輯點評
 　　從“1.5米經(jīng)典回旋加速器”到“分離扇重離子回旋加速器”，再到“蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)”，每一代研究人員的創(chuàng)新研究都加速了我國在這一領域的進展。如今，憑借一大批優(yōu)秀創(chuàng)新人才的加入，將促使我國離子科學研究取得更大進展，在國際領域占據(jù)重要地位。