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中国研制出全球第二射频超导腔
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刘克新
北京大学物理学院重离子物理研究所所长,教育部重离子物理重点实验室副主任,中国物理学会离子加速器分会理事。

 
 专家解读
  中国超导加速技术起步晚,整体上是在跟踪国际先进技术。中国是全球4个能研制高端射频超导腔的国家之一,研制水平仅次于德国,超过美国、日本。重离子技术成果在中国获得广泛应用,我们自己研制的静电加速器,在中子物理、辐射材料科学、生命科学等科学研究和应用上发挥了很大的作用。在核医学方面,比如核磁共振成像已成为现代医学上诊断必不可少的手段。【详细】
建国初核科学人才充沛
1955年国家为了发展核科学事业,在北京大学建立了一个物理教研室,这是国内第一个培养核科学技术人才的基地。
 
高端射频超导腔技术领先
现在,国际上能够制造超导腔的国家只有美国、日本、欧洲和中国,欧洲主要是指德国,其他国家没有办法制造超导腔。
 
重离子技术应用广泛
对轻元素组成的物质X光照相就照不太清楚,用中子照相相对清楚地多。中子照相技术在反恐、炸药检测或工业探伤等方面有很大用途。
 
为现代医学提供帮助
现在医院都有核磁共振仪,这个技术在不断发展,怎么样更清楚把像照出来,再反推成三维的图象,这是一个技术。

 国际对比
  超导腔是使用超导材料(例如金属铌)制造的超导腔被冷却到接近绝对零度,射频功率在超导腔中形成以一定频率变化的电场。带电粒子感受到电场力的作用而被加速。超导射频腔几乎不消耗能量,这意味着绝大部分电能都被用来加速粒子,而不是消耗在腔壁上产生热量。设计和制造理想的超导腔不是一件简单的事情。1米长的超导腔是由9个单腔构成的。它要被抛光到微米级的表面光洁度,并不能含有杂质。国际上能够制造超导腔的国家只有美国、日本、欧洲和中国,欧洲主要是指德国,它的制造是一流的,中国和德国相比还有差距,但已经能和日本、美国平起平坐了。
 重离子应用
应用类型 原理及特点
超导高频腔高次模吸收器   由中科院高能物理研究所自主研制的北京正负电子对撞机(BEPCII) 500MHz超导腔高次模吸收器顺利通过低功率吸收特性测试和高功率热负载测试,高次模吸收效率达到了60%, 单个高次模吸收器承载吸收高功率达到了4.4kW以上,位于国际上同类设备的性能测试水平,特别提出的是,其高功率测试也是在高能所刚刚研制的高功率测试台(院重大装备项目)上完成的。这标志着高能所在大型超导加速器高功率输入耦合器自主研制成功之后在又一个超导高频关键设备的自主研制上取得了突破性进展。【详细】
中子照相   中子照相装置中子源提供中子,反应堆中子源是中子照相最合适的中子源,也能应用其他中子源。如果要进行热中子照相,在源周围要围以适当的慢化物质,使快中子慢化为热中子。准直器使源发射的中子形成平行的或发散的中子束,以提高照片的分辨率。常用的像探测器主要是X 射线照相胶片。因直接探测中子的效率太低,需使用转换屏,中子同转换屏相互作用,放出、β或γ辐射,使照相胶片容易记录。【详细】

前沿科学领域
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