創新解難/核心技術突破 樹立國際標杆

  圖:楊建成表示,項目團隊攻克了多項難題挑戰,取得一系列重要成果。
  圖:楊建成表示,項目團隊攻克了多項難題挑戰,取得一系列重要成果。

  高流強是新一代離子加速器最核心的性能指標,是推動核科學前沿發展、實現重離子束重大應用的關鍵前提,也是世界各大著名實驗室競爭的主要領域之一。要實現超高流強指標,面臨一系列世界級的動力學難題和技術挑戰,國際上並沒有成熟的系統性解決方案。中國科學院近代物理研究所副所長、HIAF總工程師楊建成表示,過去的16年中,HIAF項目組圍繞這些前沿課題,提出了多項創新方法,在強流束流動力學、核心關鍵技術方面取得了系列突破,在高質量、高效率工程建設方面開創了新的大科學工程建設範式。

  在核心關鍵技術方面,楊建成表示,項目團隊攻克了強流重離子束流產生、高效預加速、非諧振極快速率加速等難題挑戰,取得了一系列有國際影響力的重要成果。

  值得一提的是,作為HIAF的「大腦」與「神經網絡」,加速器控制系統能解決大科學裝置數據高速採集、實時傳輸、處理、存儲的難題,實現對HIAF這一由成千上萬個精密子系統構成的「科學巨器」的融合精準操控。團隊自主研發了大規模加速器集群控制系統LACCS,已形成「通信-控制-存儲-分析」全鏈條自主可控軟件生態,實現了我國加速器裝置核心軟件的完全國產化。

  開創大科學工程建設新範式

  LACCS系統基於HIAF裝置構築了承載GB級控制數據的「信息高速公路」,傳輸效率超越國際主流加速器控制系統。該系統的運行,有力推動了HIAF快速出束,實現4小時主加速器成功出束、16小時2公里束線全線貫通,創造了大型加速器束流調試速度新紀錄,對保障加速器高穩定、高效率、高可靠性科學運行至關重要。

  此外,應對大科學裝置規模龐大、系統複雜等諸多建設挑戰,團隊開創了大科學工程「數字孿生驅動建造」新模式,實現了工程設計、製造、安裝、管理全鏈條數字化閉環,不僅顯著提升工藝質量,還將國際平均兩到三年的安裝周期縮短至8個月,解決了大科學裝置高效率建設難題。