中国规模最大重离子加速器在惠州建成，核心软硬件100%国产化

2026年7月21日，一个注定要载入中国科技史册的日子。

坐落于广东惠州稔平半岛的国家重大科技基础设施——强流重离子加速器装置（HIAF），正式通过专家组工艺验收，宣告全面建成并投入试运行。从2009年提出构想，到2018年动工，再到今天落地投产，这台“国之重器”走过了整整16年。

这不是一台普通的加速器。它是全球首套融合超导直线加速器、同步加速器、储存环三大系统的重离子科研设备。装置束线总长2公里，包含约6000台套大型设备、500万个零部件、150万米工艺管线。规模之大，在国内同类装置中排第一。

一、最难的坎：核心部件曾被国外卡脖子

项目建设初期，情况并不乐观。

磁合金高频腔等核心零部件，长期被海外企业垄断。国外厂商不仅高价出售，还牢牢封锁核心工艺参数。“如果照搬国外成熟方案，我国重离子研究将长期受制于人。”中国科学院近代物理研究所副所长、HIAF总工程师杨建成说。

科研团队做了一个关键决定：放弃跟跑路线，从零开始搞全链条自主研发。

这条路不好走。16年间，千余名科研人员先后攻克强流束流动力学、高效预加速、非谐振快加速等多项世界级技术难题。最终，装置全部核心软硬件国产化率达到100%，彻底摆脱了对进口核心部件的依赖。

这不是喊口号，是实打实的技术突破：

• 国际首台第四代超导电子回旋共振离子源，相当于千亿级微观“炮弹”的加工中心；

• 国际首创极高真空度大尺寸超薄壁骨架内衬真空室，真空环境优于月球表面；

• 自主研制国际低频段最高电压梯度油冷磁合金高频系统，提供加速核心动力；

• 自主研发大规模加速器集群控制系统LACCS，形成“通信—控制—存储—分析”全链条自主可控软件生态。

二、创下的世界纪录：不只是“能用”，更是“领先”

国产化只是及格线。HIAF交出的成绩单，远超预期。

装置仅用16小时就完成2公里全线束流贯通，创造了国际同类装置束流调试速度的新纪录。国际上同类装置调试通常需要数周甚至数月。

更硬核的是性能指标。在工艺测试中，典型氧离子束与铋离子束流强双双刷新国际纪录，将原国际最高指标分别提升了3倍和7.5倍。以氧离子为例，单次加速的离子数量可达数千亿个，速度可达光速的96.4%。

HIAF可以加速元素周期表中从氢到铀的全部离子种类。全离子、超高流强——这两个优势让它能匹配不同领域的物理研究需求，大幅提升核物理实验效率。

验收专家组由8位院士、15位教授组成，一致评定装置综合性能达到国际同类装置领先水平。

三、不止是基础研究：两年内这些产业就要受益

大科学装置最怕“养在深闺人未识”。HIAF从一开始就设计了两条腿走路。

一条腿是前沿基础研究。装置主攻三大科学目标：探索原子核存在极限，有望率先开启元素周期表第八周期、合成119和120号新元素；揭示核天体物理过程，为宇宙重元素起源提供直接实验证据；高精度测量短寿命原子核质量。简单说，它能帮科学家模拟恒星演化、宇宙演化环境，破解重元素从哪里来这类终极问题。

另一条腿是产业转化。这才是离普通人最近的部分。

杨建成透露，依托装置衍生的新一代重离子精准放疗装置、核孔膜、医用同位素生产线，预计两年内实现投产。

具体看几个方向：

肿瘤治疗。重离子治癌被认为是目前最先进的放疗手段之一，对实体肿瘤效果显著。目前全国已推广建设10台重离子治疗装置，其中5台完成建设、4台常态化接诊。国产设备单疗程费用有望降至10万元，相比过去大幅降低。有业内人士判断：“未来5到10年，全世界重离子治疗可能都要看中国的数据。”

医用同位素。广东省生态环境厅已批复HIAF的医用同位素研发平台建设，将利用改造后的直线加速器生产砹-211、铽-149等放射性核素。这些同位素可用于靶向性定点清除癌细胞，对弥散性和术后扩散性肿瘤效果更好。

核孔膜。在聚合物薄膜上用重离子打出径迹，再经化学蚀刻产生孔道，孔径只有头发丝千分之一。这种材料有透气和锁水功能，可用于食品保鲜、医疗过滤等领域。

航天与核能。装置可开展材料抗辐照性能测试，保障航天器与核电设备安全。

四、行业变局：一个千亿级赛道正在打开

HIAF的建成，不只是科研圈的事。它正在撬动一个产业链。

第一，高端医疗设备国产化加速。过去重离子治疗设备主要依赖进口，价格高昂。国产化之后，设备成本下降、治疗费用降低，更多患者有望用上这项技术。目前国内首台多离子治疗系统已进入调试阶段，预计2026年底投入临床应用。

第二，核技术应用产业扩容。从医用同位素到核孔膜，从辐照育种到材料改性，重离子加速器衍生的技术正在渗透多个行业。甘肃省武威肿瘤医院作为全国首个国产重离子治疗系统临床应用基地，已形成武威、兰州双中心联动，全面打通从实验室到临床再到产业的转化通道。

第三，大湾区科技创新能级提升。HIAF落户惠州，与同样在建的加速器驱动嬗变研究装置（CiADS）形成“双子星”。两大科学装置预计将为粤港澳大湾区国际科技创新中心建设提供有力支撑。

五、一个问题留给行业

16年，一千多名科研人员，从零开始打破封锁。HIAF的建成证明了一件事：在关键核心技术领域，没有捷径可走，只有全链条自主攻关这一条路。

但建成只是开始。接下来更大的挑战是：如何让这个大科学装置真正“沿途下蛋”，把基础研究的成果快速转化为产业竞争力？

从实验室到病房，从加速器到药厂，这中间的转化通道有多长？国产重离子治疗设备什么时候能进更多三甲医院？医用同位素能否实现稳定量产、降低进口依赖？

留言区聊聊：你觉得重离子治癌什么时候能纳入医保？国产设备降价到多少，普通人才用得起的？