中科院高能物理研究所加速器中心介绍

　　加速器中心既是高能所规模最大的研究部门，也是目前国内人员配备最齐全的加速器工程建设和研究队伍。它目前承担了多个国家大型加速器装置的运行、建造、设计和预研工作，如北京正负电子对撞机（BEPCII）的运行、中国散裂中子源（CSNS）加速器的建造、国家战略科技先导专项-加速器驱动的次临界核能系统（ADS）加速器的建造、北京先进光源（BAPS）加速器的预研、国际直线对撞机（ILC）的国际合作等。加速器中心的中长期目标是成为国际上有重大影响力的一流加速器研究机构。除了承担国家大科学工程加速器装置的建设和运行外，还致力于发展国际领先的加速器相关学科和关键性技术的研究，并同时大力开展应用型加速器设备的研发。 

　　1） 学科方向
　　• 粒子加速器不仅是进行高能物理、原子核物理、生命科学、材料科学等多种基础科学研究的重要实验装置，而且在工农业生产、医疗卫生、工业辐照、国防、航天等领域也有广泛的应用前景。

　　• 粒子加速器是一门多专业交叉融合的综合性学科，它涉及到加速器物理和众多高精尖技术，其中包括射频微波、电磁场、电源、超高真空、精密机械、电子学、计算机及网络、自动控制、束流诊断、辐射防护、低温超导，等等。

　　• 基于大型高能量电子加速器：北京正负电子对撞机和北京谱仪（BEPC/BES）在完成重大升级改造工程（BEPCII）后，已于2009年9月正式投入运行，它将保证我国在国际粲物理研究领域的领先优势，在BEPCII上开展的国际合作使其继续保持世界上重要的高能物理实验基地之一的地位。除用于高能物理实验外，BEPCII还大力开展基于同步辐射光的多学科研究，使高能所成为我国重要的同步辐射实验基地之一，BEPCII重大升级改造工程也大幅度地提高了同步辐射应用的性能。加速器中心正在积极开展拟在“十三五”启动建设的国家大科学工程-BAPS的设计和预制研究，以及下一代光源-能量回收型直线加速器（ERL-FEL）的前期研究。ILC是用于高能物理实验的下一代正负电子直线对撞机，它需要通过国际上各大加速器实验室的合作来共同研制，加速器中心多年来一直在积极参与该国际合作项目。

　　• 基于高功率质子加速器：质子加速器也是加速器中心的一个重要研究方向。在1980年代成功地建造35 MeV 的强流质子加速器（BPL）的基础上，近些年来加速器中心利用国家973计划的支持开展了以ADS基础研究为目标的强流质子加速器的设计和研制工作，并建成了我国第一台强流四翼型 RFQ 质子加速器。2008年9月国家发改委批准和2011年9月正式开工建设的CSNS工程，也是一个基于高功率质子加速器的大型多学科应用装置，束流能量和束流功率分别达到1.6 GeV和100 kW，它的建成将使我国的高功率质子加速器达到世界先进水平。2010年底启动的ADS先导专项，其目标是要建成能量达到1.5 GeV和束流功率达到15 MW的连续波超导质子直线加速器，它将使我国有机会在世界上率先建成大型连续波质子直线加速器。 

　　2）学科特点
　　粒子加速器是一门多学科交叉的重要研究方向，既有基础科学的特性，也有工程学科的特性，综合性很强。加速器物理是粒子物理和核物理专业的重要研究方向，既有很强的理论研究特点，也有为大型加速器工程服务的设计和应用特性。加速器技术涉及到很多工科专业，但又具有与加速器工程相关的特殊要求，譬如极高场水平和高精度的电场和磁场、高稳定性和高可靠性的电源和高频功率源等等，是一般工业和其它科学研究所不要求的。

　　加速器研究注重理论与实际相结合，既强调工程建设又强调理论和技术创新。对一些特殊设备的研制，常常能带动国内相关技术和工艺的发展。 

　　3）主要科研任务

　　北京正负电子对撞机运行

　　为保持和发展BEPC在t-粲物理研究的世界领先地位，高能所自2000年起开始BEPC升级改造工程（即BEPCII工程）的设计研究，2003年底BEPCII工程完成全部立项过程，并开工建设，2009年7月完成竣工验收。BEPCII采用了当今世界上最先进的双环交叉对撞技术，设计对撞亮度比BEPC提高2个数量级，达到1×1033cm-2s-1，是世界上在该能区性能最好的高能物理实验装置。在BEPCII开展的高能物理研究是高能所当前和今后若干年内的一项艰巨而主要的任务，也关系着我国高能物理事业的前途和发展。BEPCII作为兼用同步辐射光源为北京同步辐射实验室每年提供若干月份的专门供光和在对撞运行模式时提供兼用光，为中国的广大同步辐射用户提供优质的同步辐射光。（参见：http://www.ihep.ac.cn/BEPCII/）

　　BEPCII加速器包括两个主要部分：一台能量为2.5 GeV的电子直线加速器（包括正电子源）和一个由双环组成的储存环（见下图）。BEPCII运行的主要任务是为高能物理实验和同步辐射应用提供稳定和可靠的束流，同时，也要通过不断的努力提高对撞亮度并使之达到设计指标。