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“空間環(huán)境地面模擬裝置”是國(guó)家“十二五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，為模擬空間環(huán)境離子輻射與材料、器件及生命體的相互作用提供先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)承建。300MeV質(zhì)子重離子加速器是該裝置的核心組成部分，由中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)建造，于2022年1月建成出束。5月20日開(kāi)展了Bi³²⁺束流測(cè)試，專家組聽(tīng)取了項(xiàng)目組關(guān)于該加速器束流測(cè)試驗(yàn)收細(xì)則報(bào)告，對(duì)測(cè)試方案與驗(yàn)收細(xì)則進(jìn)行了評(píng)審，同時(shí)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)束流參數(shù)測(cè)量，專家組認(rèn)為²⁰⁹Bi³²⁺束流參數(shù)均達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)。

Bi³²⁺束流是該加速器中最重且最具挑戰(zhàn)的束流，項(xiàng)目組通過(guò)采用非諧振快加速全波形磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、六極磁鐵快速上升與引出界軌動(dòng)態(tài)掃描、掃描磁鐵動(dòng)態(tài)識(shí)辨實(shí)時(shí)分段斜率反饋方案，成功解決了Bi³²⁺束流低能注入壽命短、大發(fā)射度慢引出效率低、大掃描面積下均勻性低等難題，實(shí)現(xiàn)同步加速器Bi³²⁺束流的累積粒子數(shù)為1.3×10⁸ppp，最大引出效率為90%，終端掃描面積320×320mm²下水平與垂直方向均勻性大于93.5%等先進(jìn)指標(biāo)。同時(shí)，通過(guò)數(shù)字建模與整裝置全過(guò)程數(shù)字虛擬樣機(jī)，該加速器實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程精準(zhǔn)操控，開(kāi)啟了多裝置中心化運(yùn)維新模式。

300MeV質(zhì)子重離子加速器是國(guó)內(nèi)首臺(tái)同時(shí)提供質(zhì)子與重離子束的空間環(huán)境地面模擬專用裝置，該加速器的成功調(diào)試為空間環(huán)境地面模擬裝置項(xiàng)目奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)為我國(guó)航天領(lǐng)域基礎(chǔ)研究發(fā)展提供了重要支撐。

圖1：300MeV質(zhì)子重離子加速器裝置現(xiàn)場(chǎng)

圖2：同步加速器DCCT累積流強(qiáng)

圖3：終端分條電離室超大掃描面積下均勻性測(cè)量