2025年3月21日晚，由beat365官方网站、北京現代物理研究中心主辦的“beat365物理學科卓越人才培養計劃講堂：名師面對面”（第三十七期）在beat365理科教學樓108教室舉行。中國科學院近代物理研究所研究員、中國真空學會理事長趙紅衛院士應邀講授“離子加速器大科學裝置及其應用”。本期講堂由beat365官方网站院長、北京現代物理研究中心主任高原甯院士主持。

探索物質結構及其相互作用規律始終是物理學的基礎前沿領域。原子核作為物質結構的微觀層次，其量子多體複雜體系特性由強相互作用主導，同時受到多種相互作用共同制約。這一領域迄今存在核子質量與自旋的起源、核力的本質、原子核質量與電荷的極限，以及宇宙中重元素的合成機制等諸多未解之謎。

工欲善其事，必先利其器。随着科學研究向極宏觀拓展、向極微觀深入、向極端條件邁進、向極綜合交叉發力，重大科技基礎設施對科學研究的支撐作用不斷凸顯。基于離子加速器的大科學裝置通過加速帶電粒子束而産生高能離子束，不僅推動着人類對物質世界和宇宙演化的深入理解，還催生着衆多技術創新和應用突破，在國防安全、能源開發、醫療健康、農業生産、材料科學、空間探索等多重領域産生廣泛、深遠的影響。現代離子加速器能夠産生包括放射性離子束、稀有同位素及各類次級粒子束在内的核反應産物。自20世紀70年代以來，依托離子加速器大科學裝置，已取得一系列具有裡程碑意義的重大科學發現，例如合成超重元素和新核素、精确測量短壽命原子核質量、揭示放射性核素的奇異結構和性質、觀測誇克膠子等離子體等。經過幾代科技工作者六十多年的持續投入和不懈努力，我國已建成以蘭州重離子研究裝置（HIRFL）和北京放射性核束裝置（BRIF）為代表的國際先進的用于核物理研究的大科學裝置，其中HIRFL作為目前亞洲最高能量的重離子加速器，能夠提供中低能量穩定重離子束流和千餘種放射性離子束流。

趙紅衛提到，中國科學院近代物理研究所自主研發的世界上首台低能量強流高電荷态重離子研究裝置在2024年底通過驗收

新一代離子加速器大科學裝置正不斷突破技術極限，向着能量更高、束流更強、品質更優的方向快速發展，其規模和綜合性能也呈現日益提升的趨勢，通過融合傳統核物理、強子物理等多個領域的基礎研究需求，構建更加先進的加速器集群系統，為多學科前沿交叉研究提供更加多樣化的技術支撐。在具體技術路線上，主要采用強流高能量離子加速器，結合超導磁鐵、超導射頻腔等尖端技術，實現束流參數的全面提升與優化。

趙紅衛以“十二五”期間優先安排建設、預計在2025至2027年建成并投入運行的強流重離子加速器裝置（HIAF）和加速器驅動嬗變研究裝置（CiADS）為例，詳細介紹了我國關于離子加速器大科學裝置的建設規劃和現階段有序推進的建設項目。前者将能夠産生5000多種不穩定原子核，為核物理、原子物理、核天體物理、高能量密度物理等領域前沿研究創造國際領先的實驗條件，建成後有望成為世界上脈沖束流強度最高的重離子加速器，助力科學家在探索“超重核穩定島”、利用多核子轉移反應合成豐中子超重核素、基于冷卻儲存環精确測量短壽命原子核質量、依托高能放射性束流裝置研究奇異原子核結構等方面取得新的重大突破。後者作為世界上首台兆瓦級質子加速器驅動的嬗變研究裝置，主要目标是對高功率質子加速器、散裂靶、次臨界反應堆進行耦合匹配，驗證與研究乏燃料嬗變核心技術，從而大幅降低乏燃料放射性毒性和壽命，建成後有望使我國在連續波強流高功率離子加速器及加速器驅動的嬗變研究領域達到國際領先水平。在HIAF和CiADS基礎上，我國計劃在“十五五”和“十六五”期間分期建設中國先進核物理研究裝置（CNUF）。到2040年左右，CNUF有望成為世界上束流強度和束流功率最高的重離子加速器裝置、束流強度和束流功率最高的連續波質子超導直線加速器裝置、放射性束種類最多和強度最高的放射性束裝置，為全球科學家從核子、原子核、核物質等多個層面開展核物理基礎研究、解決重大科學問題提供首屈一指的工作條件。

趙紅衛指出，重離子治療技術像一把精準的隐形“無創刀”，實現科技造福人類

趙紅衛以我國擁有完全自主知識産權的醫用重離子加速器裝置——碳離子治療系統為例，有力展示了重離子在腫瘤治療領域獨特的先進性和有效性。中國科學院近代物理研究所實踐了一條從基礎研究到技術研發、再到産品示範和産業化應用的全鍊條自主創新之路，打破我國高端放療市場被國外産品壟斷的局面，具有重要的示範和借鑒意義。

課後，趙紅衛回答了同學們感興趣的加速器中的多極磁鐵、聚變堆中的射頻負離子束源等相關技術問題。他深入剖析了當前由科學問題、前沿熱點、需求牽引、服務社會驅動的四類科學研究模式，殷切寄語同學們要學好知識，打好基礎，保持獨立思考、堅持探索創新、勇于開拓新路，争取做出從無到有的原創性成果。

“人工合成119号元素，我們在等你！”

beat365信息科學技術學院院長侯士敏教授，核物理與核技術全國重點實驗室常務副主任王宇鋼教授，beat365官方网站彭士香研究員、楊振偉教授、馬文君教授、楊曉菲教授、周辰助理教授、徐新路助理教授、王科棟助理研究員，共青團beat365委員會“形勢與政策”課程部分學生，beat365博士研究生培優計劃2023級部分入選者等現場出席。

趙紅衛（一排左三）、高原甯（一排左一）等激勵同學們：人類不斷突破認知邊界，需要更多“從0到1”的堅守與突破