Китай разработал мощнейший ускоритель тяжелых ионов без зарубежных технологий

Строительство установки заняло 16 лет

Китай официально начал опытную эксплуатацию национальной научной установки HIAF (High Intensity Heavy Ion Accelerator Facility) — нового поколения ускорителя тяжелых ионов. После успешного завершения технологической приемки комплекс стал первым в мире полностью завершённым исследовательским центром, который объединяет сверхпроводящий линейный ускоритель, синхротрон и накопительное кольцо в единую систему.

HIAF расположен в городе Хуэйчжоу (провинция Гуандун) и считается одним из крупнейших научных проектов Китая. От момента появления идеи до ввода комплекса в эксплуатацию прошло 16 лет.

Разработка установки проводилась Институтом современной физики Академии наук Китая. Общая длина ускорительного комплекса достигает двух километров. В его состав входят ускоритель, экспериментальные станции и вспомогательная инфраструктура, а также около 6000 единиц оборудования, пять миллионов компонентов и примерно 1,5 миллиона метров инженерных коммуникаций.

По словам разработчиков, HIAF способен генерировать самые интенсивные в мире импульсные пучки тяжелых ионов, что делает его одним из самых мощных ускорителей в своем классе.

Особенностью проекта стало практически полное импортозамещение. На начальном этапе строительства китайские учёные столкнулись с тем, что критически важные технологии — в частности, высокочастотные резонаторы на магнитных сплавах — контролировались зарубежными производителями, которые не раскрывали необходимые технические параметры.

В конечном итоге инженеры приняли решение разработать собственные решения. В результате ключевые оборудование и программное обеспечение были полностью созданы в Китае, что позволило практически устранить зависимость от иностранных компонентов.

В процессе работы над проектом учёные разработали несколько уникальных технологий. Например, сверхтонкую вакуумную камеру и высокочастотную систему на магнитных сплавах с рекордным для низкочастотного диапазона градиентом напряжения.

Кроме того, HIAF установил мировой рекорд по скорости настройки ускорительного комплекса: двухкилометровая система транспортировки пучка была полностью подготовлена к работе за рекордно короткое время (точное время не сообщается).

Новая установка предназначена не только для фундаментальной науки. С её помощью исследователи будут изучать структуру атомных ядер, происхождение химических элементов и процессы, происходящие во Вселенной, а также попытаются получить новые данные о поведении материи в экстремальных условиях.

Ожидается и практический эффект. В ближайшие два года Китай планирует наладить производство нового поколения установок для тяжелоионной терапии онкологических заболеваний, оборудования для создания ядерных мембран и линий по изготовлению медицинских радиоизотопов.

В Академии наук Китая считают, что запуск HIAF позволит стране занять одну из ведущих позиций в области исследований тяжелых ионов, а также ускорит развитие как фундаментальной науки, так и прикладных ядерных технологий.