В Китае начались пробные работы на ускорителе тяжелых ионов высокой интенсивности (High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility, HIAF). По словам создателей, он станет мощным инструментом для ученых, позволяющим исследовать границы атомных ядер и выявлять ядерные астрофизические процессы. Это будет способствовать развитию ядерной энергетики и ее применению в различных дисциплинах.
На территории HIAF площадью свыше 30 га находится двухкилометровая линия ускорителя, расположенная на глубине 13 метров под землей. Это первая в мире современная исследовательская установка для работы с тяжелыми ионами, в которой сверхпроводящий линейный ускоритель объединен с быстроциклирующим синхротроном. HIAF предназначен для генерации самых интенсивных в мире импульсных пучков тяжелых ионов с энергией от МэВ/нуклон до ГэВ/нуклон.
Среди инноваций научного комплекса — сверхбыстрые источники питания, способные изменять силу тока на тысячи ампер всего за 100 мс, и высокоточная радиочастотная система, обеспечивающая напряженность электрического поля около 35 кВ/м. В установке также поддерживается сверхчистая среда в тонкостенной камере с покрытием из титанового сплава, где достигается вакуумное давление 10⁻¹² мбар, сравнимое с вакуумом на Луне.
Благодаря этим технологическим достижениям HIAF демонстрирует характеристики пучка, превосходящие проектные. Установка достигла интенсивности 2,5 × 10¹¹ частиц на импульс для пучков ионов кислорода и 3,2 × 10¹⁰ частиц на импульс для пучков ионов висмута, установив новые мировые рекорды.
По словам ученых, высокоскоростные тяжелые ионы, генерируемые установкой, действуют как «микроскопические пушечные ядра», которые врезаются в мишени, создавая экстремальные условия высокой температуры и давления.
HIAF, в первую очередь, поможет ученым в изучении глубинной структуры материи. По словам разработчиков, он может имитировать внутреннее строение звезд, взрывы сверхновых и ранние стадии Большого взрыва.
В прикладном плане HIAF можно будет использовать для проверки радиационной стойкости космических аппаратов, развития ядерной энергетики и изучения функциональных материалов. В области медицины это оборудование значительно продвинет вперед терапию рака тяжелыми ионами и разработку новых медицинских изотопных препаратов.
Ранее ИИ впервые доверили управление реактором в реальном времени.