北京串列加速器核物理国家实验室：低能核物理之家

30年来，HI-13串列加速器安全运行12万小时，累计供束10万小时，为国内外50多个研究机构的研究工作提供了从氢到铀的60多种离子束流。

北京串列加速器核物理国家实验室（以下简称“串列实验室”）是我国低能核物理研究基地。它依托于中国原子能科学研究院核物理研究所，主要开展核物理基础研究、核数据测量、辐射物理与生物、核物理应用等学科的研究。

串列实验室的主要设备是一台大型静电式HI-13串列加速器，配备了Q3D磁谱仪等物理实验终端设备。该串列加速器1987年通过国家验收正式投入运行，1988年串列实验室成立。自从成立以来，一直按照对国内、外开放的国家实验室的模式来管理与运行。30年来，安全运行12万小时，累计供束10万小时，为国内外50多个研究机构的研究工作提供了从氢到铀的60多种离子束流。

为提升研究能力，串列实验室于2016年建成HI-13串列加速器升级工程。串列加速器升级工程是在目前串列加速器的前端增加一个100MeV、200μA的强流质子回旋加速器，在后端增加一个超导直线加速段进行少量增能。升级后对于核数据测量以及放射性核素物理等研究的能力将明显增强，同时也使实验室的国际地位有所提升。

串列实验室是我国核物理研究对外合作与交流的重要窗口，目前已与国际原子能机构、日本、意大利等二十多个国家和国际机构建立了良好的国际合作关系。从1986年起，先后有624人次到国外研究机构访问或工作，有2051人次的国外专家来访。参加各类国际合作项目59项，承办国际学术会议16次。

自从1988年串列实验室成立以来取得了一批具有国际、国内重要影响的科研成果。通过基础性研究，为提高我国在国际核物理界的地位发挥了重要作用;通过应用性基础研究，为我国的资源、环境、材料、生命等学科的发展提供了重要支撑;通过对核数据的研究，为国家重点核科学工程的发展提供了重要数据;通过串列实验室多年的研究工作，为国家培养了一批核科技高级人才。

30年来，获国家自然科学奖2项、国家科学技术进步奖8项、国防科学技术奖25项、何梁何利科学技术奖2项、香港求是科技基金会杰出青年“物理”奖1项、胡济民教育科学奖4项、吴有训物理奖5项。在国际和国内核心期刊论文总数1311篇，其中SCI收录639篇。

目前，串列实验室主要关注以下几个重点研究领域：

重离子核反应研究。主要开展近垒和垒下重离子核反应实验研究。揭示碰撞核内部和相对运动自由度的多维耦合、弱束缚核破裂效应及组合体系的动力学过程。在试验中发现裂变碎片角异性的异常现象;首次在^6，7Li+²⁰⁸Pb反应中揭示弱束缚核破裂效应;解决了⁹Be+²⁰⁸Pb和²⁰⁹Bi光学势阈反常的实验矛盾;提出用转移反应作探针研究稳定核激发态中子晕，首先在¹²B和¹³C激发态中观测到中子晕态。在放射性核束物理研究中，首次观测到²⁹S质子晕和^27，28P核芯增大;首次观测到²⁹S的²He集团发射和²⁷P的2α级联发射等新现象。实验室研究人员在国内外一级刊物发表130多篇文章。获国家自然科学三等奖、部级科技进步一等奖等多项奖励。

放射性核束物理与核天体物理研究。在次级束流线上产生了纯度较高的⁶He、⁷Be、⁸Li、¹⁰C、¹¹C、¹³N、¹⁷F等放射性束流，间接测量了⁶He（p，γ）⁷Li，⁷Be（p，γ）⁸B， ⁸Li（n，γ ）⁹Li， ⁸B（p，γ）⁹C，¹¹C（p，γ）¹²N等天體物理重要反应，首次观察到6Li第二激发态的中子一质子晕结构和140的能级结构。实验室研究人员在Phys.Rev.Lett.，Phys.Lett.B等国际著名刊物上发表论文60余篇。2010年获国家基金委创新团队支持。

加速器质谱研究。加速器质谱是测量长寿命放射性核素灵敏度最高的分析技术，原子能院的加速器质谱系统是目前国际上五个大型加速器质谱系统之一，开展了¹⁰Be、³⁶Cl、⁴¹Ca、⁵³Mn、⁷⁹Se、¹²⁹I、²³⁶U等十余种核素的高灵敏测量技术，测量灵敏度达到国际水平，并利用这些核素开展了在地质资源、环境污染、核物理与天体物理、生物医学示踪等方面的应用研究工作，为我国的海洋与地下水资源调查，核环境评估、核数据测量、骨质疏松研究等作出了贡献。

高自旋态研究。在束γ谱学终端拥有多个高纯锗反康谱仪组成的γ探测器阵列，依托该平台，串列实验室和国内多家单位合作，开展了原子核的磁转动与手征转动、三轴超形变、旋称反转、单粒子运动与集体运动、稀土核的形状驱动效应、八极形变与八级关联、同质异能态等研究工作。取得了稀土区奇质子核反常带交叉和¹⁶⁷Lu三轴超形变的发现等一批有价值的成果，获得过吴有训物理奖，核工业总公司科学技术进步一等奖等。

核效应分析研究。核效应分析是用核物理效应做探针，在原子尺度观察物质中发生的现象。是新能源、材料、宇航、生物、医学、核物理等领域不可或缺的基础技术。实验室建立了国际上第一台加速器在线扰动角关联谱仪。还在该管道上建立了多种先进的核效应分析谱仪、ISOL型keV放射性核束实验终端、重离子与氦和氢三束同时辐照装置等。

电子器件单粒子效应研究。主要针对空间应用的微电子器件及系统，开展空间辐射效应地面模拟试验技术及效应分析研究，实验室拥有单粒子效应辐照试验研究专用重离子宽束及微束辐照装置。该装置的束流分布及均匀性、运行稳定性、试验效率等多项技术指标均达到国际先进水平，满足了大批量器件进行工程化辐照试验任务。其试验结果在我国多个卫星型号工程、“核高基”国家重大专项、以及国防预研项目中获得广泛应用，为我国航天抗辐射加固技术的发展作出了重要贡献。

辐射生物研究。依托于串列加速器Q3D磁谱仪终端，利用质子和多种重离子射线，在生物大分子、细胞和动物等不同水平上，使用原子力显微镜、细胞和分子生物学技术，开展辐射生物学效应、辐射防护及辐射育种方面的研究。为空间放射生物学、离子束治疗肿瘤及辐射育种等提供技术支撑和科学依据。

核数据测量研究。主要开展快中子双微分截面、激发函数、裂变产额、核衰变数据、原子分子数据等的测量工作，实验室建有常规和非常规中子飞行谱仪、γ角分布仪、真空紫外光谱仪、BaF2 γ全吸收型探测器球等大型实验设备，按照“小规模、高水平、有特点”的原则开展了多个重要核素的核数据测量工作，较好地满足了有关用户的需求，并且支撑了我国核数据实验测量工作在国际上的地位。

通过基础性研究，为提高我国在国际核物理界的地位发挥了重要作用;通过应用性基础研究，为我国的资源、环境、材料、生命等学科的发展提供了重要支撑;通过对核数据的研究，为国家重点核科学工程的发展提供了重要数据;通过串列实验室多年的研究工作，为国家培养了一批核科技高级人才。