地下2400米！世界最強流深地核天體物理加速器成功出束

每經編輯｜畢陸名

據中核集團微信公眾號消息，12月26日，由中核集團原子能院和中科院近物所自主研制的世界上束流強度最高深地實驗設施——錦屏深地核天體物理加速器成功出束，束流強度達到2mA，綜合性能達到國際同類裝置先進水平。這是我國核天體物理研究取得的重大突破，標志著我國完全掌握強流高壓加速器制造技術，并將進一步推動中國錦屏地下實驗室成為面向世界開放的國家級基礎研究平臺。

圖片來源：中核集團

在深地實驗室開展核反應的直接精確測量是國際公認的核天體物理前沿課題。在國家自然科學基金重大項目、中核集團集中研發項目和中科院儀器研制項目的支持下，該加速器項目旨在依托錦屏山地下實驗室，向核天體物理研究領域最關鍵的“圣杯”反應發起沖擊，為理解大質量恒星的演化和元素起源提供新的數據；國際上首次在深地實驗室開展慢中子俘獲過程關鍵中子源反應的直接測量，為研究宇宙重元素的產生提供可靠的中子源反應數據；同時，為理解銀河系星際空間中大量鋁-26的起源做出貢獻，取得核天體物理領域的原創性研究成果，使我國的核天體物理研究躋身國際先進行列。

據項目首席科學家、中國原子能科學研究院柳衛平研究員介紹，開展關鍵天體物理核反應的精確測量是核天體物理未來發展的重要方向，該加速器將為開展天體物理核反應精確測量提供新的頂級平臺。該加速器出束后將吸引更多國內外一流的科研團隊利用該設施開展物理實驗，有望在相關領域做出世界級的研究成果。同時項目形成的高壓加速器技術，可應用于離子注入、核材料輻照篩選、材料改性、中子產生等多領域，對中核集團核技術應用產業及國內相關行業的發展起到積極的促進作用。

圖片來源：中核集團

據了解，中國錦屏地下實驗室是目前世界上最深的地下實驗室，垂直巖石覆蓋達2400米，可以將宇宙線通量降到地面水平的千萬分之一至億分之一；同時，洞內巖體本身的天然放射性也極低。這些為暗物質探測、核天體物理、中微子實驗等重大基礎性前沿課題研究提供了得天獨厚的良好環境。

2014年，我國啟動錦屏實驗室二期擴建工程，實驗室空間從4000立方米躍至30萬立方米。當前，國家已經立項基于中國錦屏地下實驗室建設“十三五”國家重大科技基礎設施，實驗室建成后，將成為國際上最大的地下實驗室,能夠容納更多的深地科學領域實驗項目同時開展。

圖片來源：中核集團

項目匯集了來自中國原子能科學研究院、中國科學院近代物理研究所、北京師范大學、清華大學、雅礱江流域水電開發有限公司、山東大學、四川大學、上海交通大學、深圳大學、中山大學等中外科研院所和高校最優秀的研究群體和頂尖科學家參與。

來自國防科工局、中國科學院、中核集團、錦屏大設施工程指揮部科學委員會、四川省委軍民融合辦、雅礱江流域水電開發有限公司、四川省涼山州、中國原子能科學研究院、北京大學、北京師范大學、日本國立天文臺、北京航空航天大學等單位有關部門的領導及專家，在四川省涼山州西昌市中國錦屏地下實驗室共同見證了加速器出束。

科普小貼士

在浩瀚無垠的宇宙中，恒星經歷著形成、演化、死亡的緩慢過程。這些星體發光發熱的能量來自其內部發生的熱核聚變反應，這不斷發生的核過程為自然界所有化學元素提供了賴以生成的土壤。

核天體物理就是探索這一奇妙過程及其內在規律的學科，它主要運用核物理知識和規律闡釋宇宙中各種化學元素及其同位素合成的過程、時間、物理環境及豐度分布，以及核過程對恒星結構及演化進程的影響。

核天體物理是基礎科學研究的前沿領域之一。我國物理學長程發展規劃中將核天體物理列為重要發展領域，而基于深地實驗室的天體核反應測量能夠提供最基礎和精確的實驗數據。

封面圖片來源：中核集團微信公眾號