7月30日,国家重大科学工程兰州重离子加速器冷却储存环成功通过了国家验收,
科学时报记者就此
访问了中国科学院副院长、兰州重离子加速器冷却储存环项目负责人詹文龙。
记者:兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)项目工程的科学目标是什么?
詹文龙:兰州重离子加速器冷却储存环是一项主攻基础科学研究、同时兼顾应用科学研究的重大科学工程,其科学目标是:为我国开展强子物质相互作用、极端条件下原子核性质特别是放射性束物理、高离化态高Z原子物理、高能量密度物理(重离子驱动惯性约束核聚变新能源前期研究)等基础研究,以及重离子束在生命科学、材料科学、航天科学等交叉领域的应用研究提供先进的实验条件和新的科学机遇,取得一批具有国际先进水平的成果,促进我国相关战略高
技术的发展,使我国在重离子物理及其交叉学科国际前沿领域的激烈竞争中继续占有一席之地,并实现跨越式发展。
记者:能否介绍一下该工程建设有什么科学背景?
詹文龙:1988年,中科院近代物理研究所建成了我国第一台大型重离子研究装置——兰州重离子加速器(HIRFL),不仅为我国的中能重离子物理基础研究和应用研究提供了重要的实验条件,而且标志着我国的回旋加速器技术已经进入了国际先进行列。该装置1992年获国家科技进步奖一等奖。1992年成立兰州重离子加速器国家实验室,向国内外开放。
该装置建成后,运行效率不断提高,最近几年每年运行6000个小时左右。20年间,来自全国多家科研单位、高等院校以及国外实验室的科学家,利用该装置提供的多种不同种类和不同能量的重离子束流,完成了数百项物理实验,取得了以新核素合成和研究为代表的具有国际先进水平的重要成果,显著提高了我国在国际核物理学界的学术地位,并在其前沿领域的激烈竞争中占有了一席之地。
为使我国中能重离子物理研究继续在部分前沿领域保持国际先进性,同时深入开展重离子治癌等应用研究,近代物理研究所和兰州重离子加速器国家实验室经过5年多的预研及反复论证,并结合我国国情,提出了在HIRFL上扩建多用途重离子冷却储存环(CSR),即建设HIRFL-CSR工程的计划。经过多次论证,HIRFL-CSR作为国家“九五”重大科学工程,于1997年6月经国务院科技领导小组审议通过,2000年4月国家发改委批准开工建设。
记者:能否举一些实例说明工程建设的科学意义?
詹文龙:放射性束及核物质性质研究——物质的基本结构和束缚机制是什么?恒星的演化和命运是什么?我们每天消耗的能量从哪里来?这些重要的、看似毫不相关的问题都和原子核密切相关。在实验室,寻找这些问题答案的唯一途径就是核—核碰撞。HIRFL-CSR是国际上研究这些问题为数不多的装置之一,它所提供的束流种类、能量和强度可以为人类了解核子之微和宇宙之巨提供良好的实验条件。
高精度质量测量——质量是物质最基本的性质。原子核质量的精确测量,能提供核结构的本质信息,深化人们对核物质的了解,对自然科学各领域都有重要意义。实验环(CSRe)既是一个冷却储存环,也是一个超高灵敏度、高精度磁谱仪,精确测量原子核(特别是短寿命的放射性核素)的质量是其主要设计目的之一。2007年底,在CSRe上已经实现了等时性模式下的质量测量,使兰州重离子加速器国家实验室成为国际上继德国重离子研究中心(GSI)之后第二家具备这种能力的实验室。
重离子治癌——与常规射线相比,重离子束在物理学、生物学和医学上具有一系列独特的优势,适宜于治疗未扩散的局部肿瘤,在国际上被誉为21世纪最理想的放疗用射线。