文档介绍：年第卷第期
2009 54 15 : 2169 ~ 2176 《中国科学》杂志社
进展. SCIENCE IN CHINA PRESS

强流回旋加速器技术的研究进展
张天爵①, 樊明武②, 李振国①, 储诚节①, 中国原子能科学研究院回旋加速器研究团队
①中国原子能科学研究院, 北京 102413;
②华中科技大学, 武汉 430074
E-mail: ******@ciae.
2009-03-28 收稿, 2009-06-06 接受
国家自然科学基金资助项目(批准号: 10772005, 10775185)

摘要简要介绍了强流质子加速器的若干个主要应用领域, 并比较了目前国内外各类质子加速关键词
器的发展状况, 列举了有代表性的加速器技术指标. 在此基础上, 总结强流回旋加速器的技术强流
特点, 介绍了中国原子能科学研究院的强流加速器研究与发展的三个主要阶段. 最后, 重点介回旋加速器
绍了我们目前正在研究的一些强流回旋加速器关键技术及研究进展. 紧凑型

1 发展强流质子加速器的意义等国家实验室和商业公司均提出强流加速器方案.
中国 ADS 研究已完成“启明星Ⅰ号”试验, 基于更高
强流质子束不仅在国防核技术中, 在核物理、材
质子束功率的“启明星Ⅱ号”方案正在形成之中[10].
料科学与生命科学等多学科的基础研究中, 在能源、
目前世界上质子束流功率最高的加速器是 PSI 的回
工农业、医学等多个国民经济领域的应用研究中, 都
旋加速器.
有着广泛的应用.
在核废料处理方面, 用高功率束加速器嬗变处
在国防核技术研究领域, 基于强流质子束可以
理轻水堆核电站等核设施产生的长寿命放射性核废
构成核数据精确测量所需的白光中子源、单能中子源
[1] 物, 有可能为目前我国大规模发展核电提供一条良
等(如美国 LANL 的武器中子研究设施 WNR ); 强流
好解决环保问题的技术路径[11].
质子束打靶还可提供放射性核束, 使不稳定核的核
发展强流回旋加速器所积累的关键技术, 还将
数据测量成为可能; 强流粒子束也是地面模拟研究
对核医学的发展起到重要作用, 例如癌症和脑疾病
核武器、核动力装置和航天器等国防装备的器件抗辐
[12]. 200
射加固技术经济可行的方法; 强流质子束也是氚生的早期诊断与治疗等在质子束流功率达到约
kW ,
产长远发展的备用手段. 此外, 强流加速器技术的研的水平时还有望用于生产目前主要依靠反应堆
99 99m
究, 还可为射束武器的跟踪研究积累经验. 强流质子生产的、包括 Mo- Tc 等核医学广泛使用的同位
[13,14]
加速器在国防与国家安全中的更多应用, 还可参考素, 与反应堆相比具有设施建造费用低、安全灵
文献[2]. 活的特点. 下面列举几个强流回旋加速器的实际应
在核物理基础研究中, 强流质子束及其产生的用或极有可能的发展方向:
中子、放射性核束, 对核天体物理、中子科学等都有(1) 5 MeV 强流小型回旋加速器(作为中子源, 用
很重要的意义[3]. 于核物理、核医学如 BNCT 等的基础与应用基础研
在能源方面, 用加