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学术问答

重离子是什么?为什么科学家要耗费巨大精力建造庞大的加速器来产生高能重离子,而小型机器却难以胜任?在重离子技术领域,中国处于何种水平?未来,重离子技术又将朝着哪些方向发展,会给老百姓生活带来怎样切实的影响?

  • 提问者:彭先生
  • 提问时间:2025-08-04

感谢您的提问!以下为解答内容:


问题1:重离子是什么?

重离子泛指比氦原子核更重的离子,即为元素周期表上从第3号元素之后的带电离子。

重离子是实实在在的一种物质。我们生活中常见的X射线和手机的辐射都属于一种电磁波,它们是两种不同的物质。


问题2:为什么科学家要耗费巨大精力建造庞大的加速器来产生高能重离子,而小型机器却难以胜任?

重离子加速器的主要目的是为了将重离子加速至很高的能量,但在高能量下又必须要通过重离子加速器来合理的控制这种重离子,就像开车一样,速度越快的或者能量越高的离子越难以控制,离子的能量越高,转弯半径越大,对应的重离子加速器规模也就越来越大。


问题3:在重离子技术领域,中国目前处于何种水平?

我国的重离子加速器在国际上已实现并跑,某些特定的技术在国际上已属于领跑水平。

目前我国也自主研制了在广东省惠州市的大科学装置——强流重离子加速器HIAF装置,该大科学装置90%以上基于自主技术研发与自主建设,它将是国际上最高脉冲流强的重离子加速器,也是国际领先水平的重离子加速器。


问题4:未来,重离子技术又将朝着哪些方向发展?会给老百姓生活带来怎样切实的影响?

目前重离子技术的主要科研还是围绕重大科技问题,例如:新元素的合成、宇宙中铁-铀等原子核的合成、宇宙大爆炸初期的物质的形态的分布等问题,都需要依靠重离子加速器开展相关研究。

近两年重离子加速器发展的面向我们社会应用的方面有:重离子致癌、辐照材料、辐照育种等,这些方面都有着非常重要的社会价值。目前我国也正在开发经济型、小型化的重离子加速器,未来可应用到实际日常生活中,为人民生命健康、国家的经济发展提供重要的社会价值。


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