懷柔50MeV質子回旋加速器正式交付使用

5月25日，記者從中國科學院國家空間科學中心獲悉，位于北京懷柔科學城的懷柔50兆電子伏特（MeV）質子回旋加速器設備完成試運行，正式交付使用。該加速器主要用于開展空間輻射測試，將為空間輻射環境效應測試與分析、空間抗輻射防護設計與應用研究提供測試條件，支撐輻射環境探測及空間輻射環境應用，為我國航天器和航天員的安全保駕護航。

在復雜的太空環境中，高能質子是空間輻射的重要來源，且能穿透航天器外殼進入航天器內部，對航天器的芯片和材料造成輻射損傷，對航天員的健康和航天設備的正常工作構成嚴重威脅。若能在地面通過相關裝置模擬出太空的輻射環境，開展相關研究，就能更方便地對輻射環境進行控制，對輻射過程相關參數進行監測，更加深入地了解空間輻射環境效應的規律特征。在此基礎上，可以對航天器相關器件和航天服進行抗核加固，使其能夠抵抗惡劣的空間環境。

但是，目前國內空間輻射效應測試條件較歐美等航天強國還存在差距。2017年開始，中國科學院國家空間科學中心以空間科學系列衛星的抗輻射分析測試為牽引，提出設計要求，由中國原子能科學研究院研制出這套50MeV質子回旋加速器。

懷柔50MeV質子回旋加速器設施是北京懷柔科學城第一批交叉研究平臺之一的“空間科學衛星系列及有效載荷研制測試保障平臺”中的重要組成部分，主要由主磁鐵、主線圈、高頻系統、真空系統、離子源與注入線、束流管線、控制系統和劑量監測與安全聯鎖系統等部分組成，加速器結構緊湊、體積小、效率高、調節方便，關鍵技術指標達到國際先進水平，填補了國內30-50MeV能量段質子輻照試驗條件的空白。

懷柔50MeV質子回旋加速器于2017年獲得立項批復啟動建設；2022年7月加速器首次成功出束，進入束流精細調節和試運行階段；2023年4月完成技術驗收測試。加速器在試運行階段先后為航天科技集團五院、中國航天員訓練中心、中國科學技術大學、中國科學院微電子研究所等國內30余家單位開展了單機、電路板級、器件、材料等系列樣品的質子輻照實驗測試。

據悉，未來，懷柔50MeV質子回旋加速器將繼續發揮北京懷柔科學城核心區的區位和大科學裝置集群測試優勢，在光電及線性器件位移損傷效應、低軌道航天器單粒子效應、太陽電池輻射損傷效應、航天員空間環境安全保障等領域的中發揮重要作用。