原標(biāo)題

首套國(guó)產(chǎn)千瓦級(jí)液氦–超流氦溫區(qū)低溫系統(tǒng)在惠建成

東江實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)原創(chuàng)性重大科研突破，在省實(shí)驗(yàn)室考核中綜合排名第一

●惠州日?qǐng)?bào)記者馮麗均

通訊員惠科宣

國(guó)際首次實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)直線加速器高功率10毫安連續(xù)波質(zhì)子束加速和超百千瓦、百小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行；國(guó)際首次實(shí)現(xiàn)高性能低β實(shí)用腔型復(fù)合結(jié)構(gòu)；建成首套國(guó)產(chǎn)千瓦級(jí)液氦-超流氦溫區(qū)低溫系統(tǒng)并完成調(diào)試……

1月5日下午，由中鐵二十一局承建的東江實(shí)驗(yàn)室總部區(qū)全面啟用。記者從現(xiàn)場(chǎng)獲悉，自2019年啟動(dòng)建設(shè)以來(lái)，東江實(shí)驗(yàn)室迄今共建設(shè)12個(gè)重大科研平臺(tái)，引進(jìn)11個(gè)頂尖科研團(tuán)隊(duì)，匯聚5名院士，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)原創(chuàng)性重大突破，在第三批廣東省實(shí)驗(yàn)室考核評(píng)估中綜合排名第一，獲評(píng)優(yōu)秀。

“東江實(shí)驗(yàn)室已成為粵港澳大灣區(qū)一支重要戰(zhàn)略科技力量，助力惠州打造粵港澳大灣區(qū)能源科技創(chuàng)新中心、科技成果轉(zhuǎn)化首選地和高水平人才高地重要支點(diǎn)?！笔锌萍季重?fù)責(zé)人表示，惠州將繼續(xù)堅(jiān)定不移地實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)“2 1”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力，塑造發(fā)展新優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。

東江實(shí)驗(yàn)室總部區(qū)全面啟用。惠州日?qǐng)?bào)記者鐘暢新 攝

藍(lán)圖

打造粵港澳大灣區(qū)能源科技創(chuàng)新中心

在惠城區(qū)金山新城河橋片區(qū)的東江實(shí)驗(yàn)室總部區(qū)，一臺(tái)射頻RFQ低能強(qiáng)流加速器已安裝完成，它是面向微納加工和材料性能綜合分析的強(qiáng)流加速器平臺(tái)三大組成部分之一。在這個(gè)平臺(tái)上對(duì)材料進(jìn)行微納加工，可以切割出30微米薄的硅片，厚度不到頭發(fā)絲的1/3，且對(duì)硅片的利用率接近100%，而傳統(tǒng)切割工藝切出來(lái)的硅片厚度在120～150微米，對(duì)硅片的利用率只有50%。

硅片廣泛應(yīng)用于集成電路、太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體器件、光學(xué)器件等領(lǐng)域，這一創(chuàng)新工藝一旦產(chǎn)業(yè)化推廣，我國(guó)光伏電池產(chǎn)業(yè)將挖出一條產(chǎn)業(yè)“護(hù)城河”，成本更低、效率更高。東江實(shí)驗(yàn)室高級(jí)工程師陳偉龍介紹，該平臺(tái)不僅能進(jìn)行材料微納加工，還可以應(yīng)用在材料精密檢測(cè)、特殊功能材料設(shè)計(jì)和離子束新材料合成方面，對(duì)我國(guó)核工業(yè)、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有重大意義。

這是東江實(shí)驗(yàn)室已建成的7個(gè)科研平臺(tái)之一。東江實(shí)驗(yàn)室是“先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室”核心總部，也是全省能源領(lǐng)域唯一省實(shí)驗(yàn)室。

中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所副所長(zhǎng)、東江實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任胡正國(guó)介紹，實(shí)驗(yàn)室面向國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和廣東省能源重大需求，依托CiADS、HIAF、HIRFL等國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和惠州石化能源、新型儲(chǔ)能等產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，聚焦先進(jìn)核能系統(tǒng)、核能技術(shù)應(yīng)用、化石能源清潔高效利用、新能源和新型儲(chǔ)能等4大主攻方向，開展基礎(chǔ)研究及應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

目前，東江實(shí)驗(yàn)室共建設(shè)12個(gè)重大科研平臺(tái)，其中，智能超算模擬設(shè)計(jì)支撐平臺(tái)、重離子核孔膜研發(fā)平臺(tái)、射頻超導(dǎo)開發(fā)平臺(tái)等7個(gè)平臺(tái)已經(jīng)建成，5個(gè)正在建設(shè)中；引進(jìn)了11個(gè)頂尖科研團(tuán)隊(duì)，其中院士5人、“杰青”11人、“優(yōu)青”6人、博士239人，著力打造粵港澳大灣區(qū)能源科技創(chuàng)新中心，努力建設(shè)國(guó)際前列的核科學(xué)技術(shù)中心。

記者了解到，在第三批省實(shí)驗(yàn)室考核評(píng)估中，東江實(shí)驗(yàn)室在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人才引進(jìn)、科研攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化方面取得顯著成效，綜合排名第一，獲評(píng)為“優(yōu)秀”，并獲得省財(cái)政獎(jiǎng)補(bǔ)金額2.69億元。

成果

承擔(dān)6項(xiàng)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目攻關(guān)

2023年11月28日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所、上海科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)散裂中子源、中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院的專家組對(duì)東江實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所建設(shè)的首套國(guó)產(chǎn)千瓦級(jí)液氦-超流氦溫區(qū)低溫系統(tǒng)開展驗(yàn)收評(píng)估。

這套系統(tǒng)綜合國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到81.2%，已連續(xù)運(yùn)行1600小時(shí)，整機(jī)性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，順利通過(guò)驗(yàn)收。

“液氦溫區(qū)低溫技術(shù)是大科學(xué)裝置、超導(dǎo)技術(shù)、氫能、量子計(jì)算等領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)，國(guó)產(chǎn)化對(duì)相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、防止被‘卡脖子’意義重大。”中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所研究員張軍輝是系統(tǒng)總負(fù)責(zé)人，他表示，該系統(tǒng)主要包括制冷機(jī)、低溫分配傳輸系統(tǒng)、終端測(cè)試系統(tǒng)、回收純化系統(tǒng)以及儲(chǔ)氣系統(tǒng)，是國(guó)產(chǎn)制冷機(jī)在設(shè)備應(yīng)用層面的體現(xiàn)。

當(dāng)前，大型低溫制冷機(jī)是我國(guó)被“卡脖子”的領(lǐng)域之一。在我國(guó)，中、大型國(guó)產(chǎn)制冷機(jī)正在研發(fā)中，目前4kW/4.5K氦制冷機(jī)已從車間下線，準(zhǔn)備開始安裝；18kW/4.5K氦制冷機(jī)正在集成，預(yù)計(jì)2024年年底開始調(diào)試；壓縮機(jī)已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化；溫度傳感器、真空規(guī)、低溫流量計(jì)等相關(guān)設(shè)備國(guó)內(nèi)正在研發(fā)，目前正在進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證階段。

東江實(shí)驗(yàn)室研制的該低溫系統(tǒng)可以為這些設(shè)備提供相應(yīng)的測(cè)試與研發(fā)條件，并且，其回收純化系統(tǒng)可以將終端產(chǎn)生的低純度氦氣進(jìn)行回收提純和循環(huán)利用，可減少對(duì)戰(zhàn)略性資源——氦氣的浪費(fèi)。

胡正國(guó)表示，東江實(shí)驗(yàn)室先后承擔(dān)各類科研項(xiàng)目27項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)6項(xiàng)，省級(jí)12項(xiàng)；累計(jì)發(fā)表論文257篇，其中，SCI論文224篇；申請(qǐng)專利103項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)原創(chuàng)性重大科研突破，研究成果居國(guó)內(nèi)國(guó)際領(lǐng)先地位。

變革

打造大灣區(qū)先進(jìn)能源科學(xué)技術(shù)原始創(chuàng)新策源地

當(dāng)前，在東江實(shí)驗(yàn)室，詹文龍院士領(lǐng)銜的8個(gè)先進(jìn)核能與核技術(shù)領(lǐng)域科研團(tuán)隊(duì)，張鎖江院士領(lǐng)銜的3個(gè)化石能源領(lǐng)域科研團(tuán)隊(duì)正在陸續(xù)出科研成果。首套國(guó)產(chǎn)千瓦級(jí)液氦-超流氦溫區(qū)低溫系統(tǒng)就是先進(jìn)核能系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)領(lǐng)域的科研成果。

在化石能源低碳清潔利用技術(shù)領(lǐng)域，東江實(shí)驗(yàn)室相繼實(shí)現(xiàn)離子液體氨碳分離新技術(shù)、CO2轉(zhuǎn)化制碳酸酯新技術(shù)、低碳烴高值化利用新技術(shù)等原創(chuàng)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的突破及應(yīng)用示范。

“東江實(shí)驗(yàn)室正全力推動(dòng)能源技術(shù)變革，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型，打造粵港澳大灣區(qū)先進(jìn)能源科學(xué)技術(shù)的原始創(chuàng)新策源地?！焙龂?guó)表示，東江實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃利用中國(guó)科學(xué)院“科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃”（STS計(jì)劃）引進(jìn)新能源和新型儲(chǔ)能領(lǐng)域創(chuàng)新力量，聚焦先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)開展科研攻關(guān)。

這一舉措與惠州的產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度吻合。惠州正在打造更具核心競(jìng)爭(zhēng)力的“2 1”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群，可以說(shuō)，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力、塑造發(fā)展新優(yōu)勢(shì)是惠州作為廣東工業(yè)第五城肩負(fù)的重任，東江實(shí)驗(yàn)室毫無(wú)疑問(wèn)已成為我市產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要戰(zhàn)略科技力量。

記者了解到，為支撐惠州新能源和新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，東江實(shí)驗(yàn)室增設(shè)“新能源和新型儲(chǔ)能研究中心”，設(shè)立新型儲(chǔ)能專項(xiàng)資金，引進(jìn)和整合相關(guān)大學(xué)大院大所儲(chǔ)能創(chuàng)新資源，聯(lián)合惠州億緯鋰能等新能源和新型儲(chǔ)能龍頭骨干企業(yè)，建立產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，開展新能源和新型儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

“實(shí)驗(yàn)室加強(qiáng)了本地優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)所需的鋰離子電池技術(shù)、全過(guò)程安全技術(shù)研究，推動(dòng)具有一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的鈉離子電池技術(shù)、液流電池技術(shù)研究，布局面向未來(lái)產(chǎn)業(yè)的前瞻儲(chǔ)能技術(shù)研究，并大力培養(yǎng)新型儲(chǔ)能技術(shù)人才，促進(jìn)相關(guān)科技成果在惠轉(zhuǎn)化，為惠州新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科研引領(lǐng)和支撐作用。”胡正國(guó)說(shuō)道。

值得關(guān)注的是，針對(duì)市場(chǎng)前景廣闊但被“卡脖子”的醫(yī)用同位素“藍(lán)海產(chǎn)業(yè)”，東江實(shí)驗(yàn)室布局了先進(jìn)核能系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)與同位素應(yīng)用、射頻超導(dǎo)應(yīng)用及同位素生產(chǎn)技術(shù)、同位素靶向藥物用探針、醫(yī)用核素腫瘤診療一體化等4個(gè)與醫(yī)用同位素密切相關(guān)的科研團(tuán)隊(duì)，投入數(shù)億元支持相關(guān)研發(fā)平臺(tái)建設(shè)和科研工作。

目前，東江實(shí)驗(yàn)室已在碳-13、鐳-223、錒-225等同位素研制上取得突破，其中錒-225是國(guó)家中長(zhǎng)期規(guī)劃明確提出重點(diǎn)研制的醫(yī)用同位素。

胡正國(guó)表示，東江實(shí)驗(yàn)室在HIAF裝置終端區(qū)域啟動(dòng)醫(yī)用同位素示范生產(chǎn)平臺(tái)建設(shè)，近代物理所正依托該平臺(tái)聯(lián)合東江實(shí)驗(yàn)室申報(bào)國(guó)家同位素研發(fā)重大科技項(xiàng)目，一旦獲批將進(jìn)一步加速醫(yī)用同位素研制生產(chǎn)進(jìn)程，為我市打造醫(yī)用同位素產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)大支撐。

轉(zhuǎn)化

首臺(tái)國(guó)產(chǎn)新一代重離子加速器治癌裝置落戶惠州

為何各城都在爭(zhēng)取大科學(xué)裝置落地建設(shè)？因?yàn)樽鳛閲?guó)之重器，大科學(xué)裝置研制技術(shù)溢出分分鐘能澆灌出新質(zhì)生產(chǎn)力和產(chǎn)業(yè)新增長(zhǎng)點(diǎn)。而這一現(xiàn)象也正在惠州發(fā)生。

利用HIAF先進(jìn)加速器技術(shù)，東江實(shí)驗(yàn)室參與攻關(guān)了新一代重離子加速器治療腫瘤裝置。重離子治療是目前國(guó)際公認(rèn)的放療尖端技術(shù)，能夠在對(duì)腫瘤進(jìn)行集中爆破的同時(shí)，減少對(duì)健康組織的傷害，就像是精準(zhǔn)導(dǎo)彈打擊，快速消滅癌細(xì)胞之后就會(huì)消失，特別是對(duì)無(wú)實(shí)體瘤的患者有很好的效果。

甘肅省武威腫瘤醫(yī)院重離子中心是首家中國(guó)重離子系統(tǒng)臨床應(yīng)用中心，該院首席物理師吳嘉明教授做客人民日?qǐng)?bào)健康客戶端時(shí)表示，醫(yī)院在2020年啟動(dòng)重離子加速器治癌裝置的臨床應(yīng)用，至2023年12月初已治療1020余名患者，治療肺癌、肝癌、胰腺癌、腦膠質(zhì)瘤等50余種病種，治療結(jié)束的患者療效顯著、耐受性良好。

新一代重離子加速器治癌裝置具有占地面積更小、能耗更低、治療時(shí)間更短等一系列優(yōu)點(diǎn)。記者獲悉，首臺(tái)國(guó)產(chǎn)新一代重離子加速器治療腫瘤裝置落戶惠州，建成后預(yù)計(jì)年治療能力達(dá)3000例。

胡正國(guó)表示，東江實(shí)驗(yàn)室利用在建的CiADS、HIAF兩大科學(xué)裝置研制技術(shù)溢出，探索實(shí)踐出一條“基礎(chǔ)研究-應(yīng)用開發(fā)-成果轉(zhuǎn)化-產(chǎn)業(yè)發(fā)展”的沿途下蛋新路徑，面向惠州產(chǎn)業(yè)發(fā)展和民生需求，加速科技成果轉(zhuǎn)化落地，加快“從0到1再到10”進(jìn)程。

目前，東江實(shí)驗(yàn)室已成立專門負(fù)責(zé)相關(guān)成果轉(zhuǎn)化的科清公司，如利用國(guó)際領(lǐng)先的超黑膜、爆氣增氧技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)成果，推動(dòng)重離子核孔膜在污水處理、河道修復(fù)、垃圾壓濾液處理等方面的應(yīng)用，落地7個(gè)水處理項(xiàng)目，營(yíng)收達(dá)近8000萬(wàn)元。

此外，東江實(shí)驗(yàn)室石化團(tuán)隊(duì)與我市石化龍頭企業(yè)深度合作，一批重大科技成果轉(zhuǎn)化落地，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)新增產(chǎn)值數(shù)億元，推動(dòng)了石化能源新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

聲音

“近年來(lái)，惠州市委市政府越來(lái)越重視科技創(chuàng)新，我們明顯感受到惠州的創(chuàng)新氛圍越來(lái)越濃厚。比如圍繞國(guó)家兩大科學(xué)裝置、東江實(shí)驗(yàn)室及惠州學(xué)院打造的河橋科教城，交通、學(xué)校、人才房等基礎(chǔ)配套越來(lái)越齊全，創(chuàng)新生態(tài)越來(lái)越完善，科技合作、學(xué)術(shù)交流活動(dòng)越來(lái)越頻繁?！?/span>

　　——中國(guó)科學(xué)院近物所副所長(zhǎng)、東江實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任胡正國(guó)

新聞科普

首套國(guó)產(chǎn)千瓦級(jí)液氦-超流氦溫區(qū)低溫系統(tǒng)主要包括制冷機(jī)、低溫分配傳輸系統(tǒng)、終端測(cè)試系統(tǒng)、回收純化系統(tǒng)以及儲(chǔ)氣系統(tǒng)。這套系統(tǒng)綜合國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到81.2%，已連續(xù)運(yùn)行1600小時(shí)，整機(jī)性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。液氦溫區(qū)低溫技術(shù)是大科學(xué)裝置、超導(dǎo)技術(shù)、氫能、量子計(jì)算等領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)，國(guó)產(chǎn)化對(duì)相關(guān)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、防止被“卡脖子”意義重大。