国之重器!我国首台套商品化串列加速器研发成功

荀攸说科技文化 2周前 (04-29) 阅读数 134 #科技

中国科技史册再添浓墨重彩的一笔;我国首台套商品化国产串列加速器正式通过验收。这台凝聚着中国原子能科学研究院与哈尔滨工程大学三代科研人心血的“大国重器”,不仅以完全自主知识产权打破国际垄断,更以“双束辐照+高温+腐蚀”多物理场耦合的尖端技术,在核物理研究、半导体制造、生物育种等战略领域撕开一道技术突围的裂口。

串列加速器是一种基于静电加速原理的高能粒子加速装置,其核心技术可追溯至1931年范德格拉夫发明的静电加速器。其独特之处在于通过“两次加速”实现能量倍增:负离子在高压电极的加速管中首次加速后,在高压端剥离电荷变为正离子,随后在反向电场中二次加速,最终等效电压可达普通静电加速器的两倍。

我国自主研发的商用2×3MV串列加速器,不仅突破了高压电极、绝缘气体和加速管等核心部件的国产化瓶颈,更实现了全产业链自主可控,成为全球少数掌握该技术的国家之一。

串列加速器既是基础科学研究的利器,也是工业升级的关键支撑。在科研领域,它能够加速从质子到铀离子的多种粒子,用于核物理实验、新核素合成天体物理反应研究等。在工业应用中,其高能离子束可精准调控材料性能,例如半导体芯片制造中的离子注入与掺杂、航天器件的抗辐射测试,甚至同位素制备与核医学应用。

在航天材料领域,串列加速器模拟宇宙射线中的重离子环境,用于微电子器件的单粒子效应测试。我国自主研发的重离子辐照装置,已为“北斗”“天宫”等航天工程提供了可靠性验证,技术指标达国际先进水平。在新能源材料研发中,加速器束流可精准调控锂电池电极材料的微观结构,提升储能效率。

高能离子注入是芯片制造的核心工艺之一。此前该技术长期依赖进口设备,而国产2×3MV串列加速器的问世,不仅打破了垄断,更将离子能量与束流强度提升至新高度,可满足14纳米以下先进制程的需求。

从实验室的“国之重器”到生产线的“工业心脏”,我国串列加速器的商品化突破,不仅标志着高端装备制造能力的跃升,更彰显了“科技自立自强”的战略决心。

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