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加速器作為核科學(xué)中的核心儀器設(shè)備，對(duì)人類的生存發(fā)展和國(guó)家的地位與安全具有重要影響，成為衡量綜合國(guó)力的一項(xiàng)重要標(biāo)志。與常規(guī)加速器相比，激光加速器的尺寸、成本可以顯著降低，同時(shí)其產(chǎn)生的離子束具有能量高、脈沖短(皮秒量級(jí))、尺寸小(微米)、方向性好、時(shí)間和空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。
核物理與核技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京大學(xué))陳佳洱院士和顏學(xué)慶教授帶領(lǐng)的激光加速團(tuán)隊(duì)攻克了高對(duì)比度與高光強(qiáng)激光技術(shù)、自支撐納米薄膜靶制備技術(shù)、超高流強(qiáng)離子束傳輸技術(shù)和激光加速器輻照研究平臺(tái)等關(guān)鍵技術(shù)，首次采用了基于電四極透鏡和分析磁鐵等高流強(qiáng)離子束流傳輸和分析系統(tǒng)，并開展了3-10MeV能量可調(diào)的高流強(qiáng)、短脈沖質(zhì)子束傳輸測(cè)試，最終建成世界上首臺(tái)超小型激光加速器輻照裝置。2017年激光加速器裝置正式運(yùn)行出束，加速參數(shù)指標(biāo)為1～15MeV質(zhì)子束，總流強(qiáng)106-8個(gè)粒子/發(fā)，同時(shí)加速器可以穩(wěn)定地獲得1%能散 / 1-10pC電量的質(zhì)子束，達(dá)到國(guó)際最好指標(biāo)并通過(guò)了同行專家的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)測(cè)試。
該加速器裝置首次實(shí)現(xiàn)了激光加速到加速器的跨越。未來(lái)激光加速器將可以廣泛用于先進(jìn)光源、溫稠密物質(zhì)產(chǎn)生、核醫(yī)學(xué)、空間輻射環(huán)境模擬、慣性約束聚變、國(guó)際熱核聚變堆等領(lǐng)域。
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