中科院立大功！中国又添“国之重器”，连日本人都跟着验证了一次

翻开元素周期表，那一格格方块看着规规矩矩，背后却是几百年来的一场＂抢地盘＂大战。谁先造出一种新原子核，谁先在图谱上补上一个空格，谁就等于在人类认识世界的版图上插了一面旗。

这活儿听着浪漫，干起来是真苦——有些原子核比大海里的一根针还难捞，产生一次的概率低到让人抓狂，稍纵即逝，抓不住就再等好多年。过去很长一段时间，能玩得起这种＂抢地盘＂游戏的，基本都是欧美和日本那几家老牌选手，中国更多时候只能在旁边看着、学着、跟着跑。

可风水轮流转，如今在广东惠州的海边，一台＂大家伙＂刚一开机，就把这个游戏的规则悄悄改写了一回。故事，就从这里讲起。这台＂大家伙＂，全名叫强流重离子加速器装置，英文缩写HIAF。

它通过了专家组工艺验收，标志着世界上第一台由超导直线加速器、同步加速器和储存环组合的先进重离子研究装置全面建成试运行，投入科学研究。验收才过去没多久，好消息就来了。

国家重大科技基础设施建设项目HIAF成功产生并鉴别了稀有原子核铪-153，这是该装置完成验收并进入调试阶段后产出的首个物理成果，相关成果以短通讯形式发表于《科学通报》英文版。

说白了，装置刚＂开张＂就出活儿，这个开门红漂亮得没话说。那铪-153到底是个啥？简单讲，原子核就是质子和中子搭出来的积木，搭法不同就成了不同的核素。

铪-153位于缺中子重核区域，是研究原子核结构演化和稳定极限的重要对象，在本次实验前还未见报道。用大白话说，就是这种铪原子核里中子偏少，特别不安分、特别难逮，属于科学家眼里的＂稀罕物＂。

它有多难找？团队折腾了半天，累计观测到10个铪-153离子，并估算其产生截面为皮巴量级。皮巴是个小到离谱的单位，能捞出这10个离子，跟从整片沙滩里挑出几粒特定的沙子没多大区别。

这10个离子是怎么＂钓＂上来的？过程说起来还挺硬核。科研团队利用HIAF增强器提供的铋-209束流轰击石墨靶，通过弹核碎裂反应产生放射性核素，反应产物经高能放射性束流线筛选后，注入高精度环形谱仪，再利用等时性质谱技术进行测量。

一句话概括，就是拿高速的＂微观炮弹＂去砸靶子，砸出一堆碎片，再从碎片里精准地把想要的那几个揪出来。能干成这件难度爆表的事，靠的是装置几样绝活的配合。

高强度重离子束流提升了稀有核素的产生能力，高性能的放射性束流线实现了目标核素的高效分离，高精度环形谱仪等时性质谱技术具备灵敏的单离子探测能力，为鉴别稀有原子核提供了重要支撑。

发现并精确测量这个核素，有助于检验核理论模型，深化人们对原子核结构规律的认识。最有意思的地方来了，也正是标题里那句＂连日本人都跟着验证了一次＂的由来。

几乎同期，日本理化学研究所也基于放射性同位素束流工厂报道了铪-153的观测结果，两项研究相互印证，充分反映了该核素在核物理研究中的重要意义。

这事儿搁以前想都不敢想——过去是人家做出成果，中国在后头追着确认；如今是中日两边几乎同一时间各自逮到同一个稀罕核，谁也没落后谁，反倒成了互相盖章、彼此背书。

科学讲究可重复、可验证，日本这边独立跑出同样的结果，恰恰给中国的成果又添了一份底气。想知道HIAF凭啥这么能打，得看看它的家底。这是一台束流指标国际领先的重离子加速器装置，能提供国际上脉冲流强最高的重离子束流，束线总长2公里，包含约6000台套大型设备、500万个零部件、150万米工艺管线。

光是这体量，就够让人咋舌了。流强这个指标是新一代加速器的命门，流强越高，单位时间里能加速的离子就越多，逮住稀罕核的机会也就越大。HIAF典型氧离子束与铋离子束流强均刷新纪录，将原国际最高指标分别提高了3倍和7.5倍。

不仅如此，它还拥有世界上精度最高的核质量环形谱仪，在测试实验中多个原子核质量精度显著提高，其中对短寿命原子核金-202的质量测量精度较此前国际最高精度提高了1倍。比性能更让人提气的，是这台装置几乎全靠自己攒出来的。

这台装置从设计构想到动工建设再到建成出束，前后历时16年推进落地。建设初期，磁合金高频腔等关键设备长期被国外垄断，境外厂商设置严苛技术壁垒，拒绝开放核心工艺参数。其中卡脖子最狠的一环，就是加速器高频系统里的核心部件。

过去加速器高频系统核心部件磁合金环长期由日本日立公司独家供货，受地缘贸易限制，关键零部件禁售、技术封锁阻碍了国内加速器发展。想买买不着，想学没门路，逼到墙角只剩一条路——自己干。

团队自研三代数字控制器与全域时间同步器，采用万兆光纤通信，实现±10纳秒全域同步，大幅降低了设备采购成本。这份＂自己造＂的骨气，落到总账上就是一句硬邦邦的话。

面对＂照搬国外方案就要长期受制于人＂的困境，科研团队决定放弃跟跑路线，从零开启全链条原创攻关，装置核心软硬件国产化率达100%，彻底摆脱了对进口核心部件的依赖。建设过程里还玩出了新花样。

团队依托数字孪生协同平台打通设计、加工、安装全流程数据，轮番驻场校准设备，交叉复核每一组测量数据，硬是把传统毫米级安装精度提升至微米级。先在电脑里把整台装置＂预装＂一遍，再到现场施工，误差压到极致。

这份功夫，直接换来了让国际同行侧目的调试速度。首轮束流调试就创下纪录：单环出束4小时、全线贯通16小时；氧离子调试20天达标，流强达到国际同类的2.5倍，经连续攻关后更是冲到国际最优值的8倍。

从跟跑到并跑，再到某些指标上的领跑，这条路走得实实在在。有意思的是，装置一建成，风向立马变了。当年被人严防死守、买台设备都碰壁的团队，如今成了别人主动想合作的对象。这次的成果，就是中外携手的产物。

该研究由中国科学院近代物理研究所重离子科学与技术全国重点实验室联合中国科学院大学、德国GSI亥姆霍兹重离子研究中心、德国科隆大学等单位共同完成。自己手里攥着世界级的家伙什，腰杆自然就硬，合作也才能真正平起平坐。

铪-153只是个开胃菜，HIAF真正的胃口大着呢。随着性能持续提升，未来实验的探测能力预计还将提高约两个数量级，HIAF将在探索未知核区、发现新核素和研究极端条件下原子核性质方面发挥更加重要的作用。

探测能力再放大上百倍，意味着更多藏在核素图角落里的＂隐身核＂都可能被揪出来。依托这套硬核科研能力，我国能够自主研发全新超重核素、发现新的化学元素，有望在元素周期表上留下中国印记。

说不定哪天，周期表上就会多出一个由中国人命名的新元素。这台装置的本事还不止在实验室里，它离普通人的生活其实并不远。依托HIAF核心技术底座，装置在商业航天中能完成卫星芯片、各类元器件的太空抗辐射测试，还能提前布局未来清洁能源的发展方向。

而最贴近老百姓的，要数医疗这一块。惠州新一代重离子治疗装置的核心电源、束流控制技术均源自HIAF同源技术，仅做了小型化适配优化。重离子治癌被视为放疗里的＂精准手术刀＂，能像手术刀一样精准地＂切＂掉肿瘤，还少伤周围的好组织。

这套技术若能把成本压下来，惠及的就是无数普通家庭，这才是大科学装置真正接地气的地方。一台机器，一头连着最深奥的原子核，一头连着航天、能源和看病，这就是＂国之重器＂的分量所在。

当年别人技术上把中国死死堵在门外，如今中国自己的装置刚试运行就端出了世界级成果——这条路走了整整十六年，脚下每一步都不轻松，可回头看，每一步都值。

铪-153这个稀罕核，表面上不过是核素图上新点亮的一个小点，背后照出来的，却是一个国家在重离子这条硬核赛道上稳稳站进了世界最前排。科学没有国界，可科学家有祖国，大装置也有归属。

日本那边独立跑出同样的结果，非但没抢走光彩，反倒替中国这份实力做了个响当当的注脚。这样的底气，值得每一个中国人挺直腰板，为之骄傲。