Китайский ускоритель тяжёлых ионов HIAF начинает опытную эксплуатацию

В китайском городе Хуэйчжоу, расположенном в провинции Гуандун, завершилось строительство ускорительного комплекса под названием HIAF (High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility). 21 июля 2026 года установка прошла успешную технологическую приёмку и начала опытную эксплуатацию. Это уникальный в мире ускорительный комплекс, в котором используются сверхпроводящий линейный ускоритель и кольцевые ускорители, позволяющий воспроизводить атомные процессы, происходящие внутри звёзд.

Проект HIAF, стоимость которого составляет около 2,6 миллиарда юаней (примерно 385 миллионов долларов США), разрабатывался Институтом современной физики Китайской академии наук с 2009 года, а строительные работы длились семь лет. Комплекс занимает площадь около 32 гектаров и включает около 2 километров вакуумных каналов, большая часть которых находится на глубине 13 метров.

HIAF стал первым крупным исследовательским центром, который объединяет сверхпроводящий линейный ускоритель длиной около 100 метров и кольцевой синхротрон с окружностью около 570 метров. Установка способна ускорять широкий спектр частиц — от протонов и лёгких ядер до ионов урана — до энергий от миллионов до миллиардов электронвольт на нуклон. В процессе наладки удалось достичь рекордной интенсивности пучка кислорода в 2,5 × 10^11 ионов за импульс и 3,2 × 10^10 ионов за импульс для висмута, что в три и 7,5 раза превышает прежние достижения, установленные в США.

Для поддержания и разгона плотных пучков ионов инженеры создали специальные импульсные источники питания, которые могут изменять ток до тысяч ампер примерно за 100 миллисекунд, что обеспечивает скорость нарастания магнитного поля до 12 Тл/с. Установка также включает шесть экспериментальных станций для проведения исследований и синтеза уникальных радиоизотопов. В ходе наладки удалось с высокой точностью измерить массу короткоживущего изотопа золота-202 и зарегистрировать два новых изотопа.

Ученые планируют использовать HIAF для изучения границ существования атомных ядер и получения множества нестабильных нуклидов, которые существуют лишь доли секунды. Столкновения тяжёлых ионов с мишенями создадут микроскопические области с высокой температурой и давлением, что позволит моделировать условия, возникающие внутри звёзд, при взрывах сверхновых и на ранних этапах формирования Вселенной. HIAF также будет применяться для тестирования материалов и электроники на радиационную стойкость, разработки ядерных технологий, радиоизотопов для медицины и методов лечения опухолей. Ожидается, что комплекс станет международным научным центром, доступным для исследовательских групп со всего мира.

В России аналогичный ускоритель тяжёлых ионов, NICA, также близок к началу научных работ. Однако в отличие от HIAF, российская установка предназначена для столкновения встречных пучков ионов, тогда как HIAF будет в основном использоваться для облучения мишеней.