热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

专家观点 > 正文

中科院院士、光学专家李儒新:高功率激光与高能粒子加速器融合前景广阔

高能物理 高能粒子加速器 高功率激光
发布:2021-06-02 17:17:56     来源:质子中国

5月30日,中国科学院第二十次院士大会举行学部第七届学术年会全体院士学术报告会。中国科学院院士、光学专家李儒新发表了题为《高功率激光与高能粒子加速器融合前景广阔》的演讲,阐述了高功率激光和高能粒子加速器两个不同的学科领域近年来相互促进交叉研究发展的有关情况。


李儒新院士

李儒新院士说:“高功率激光和高能粒子加速器一般归属于不同的学科领域,近年来两个学科相互促进交叉发展的趋势越来越明显,主要包括基于高功率激光的高能粒子加速器、 基于加速器的高功率X射线自由电子激光、基于高能电子与高功率激光相互作用的新型辐射源和物理学前沿研究等。”

李儒新院士介绍,2019年中国和欧盟两个实验室获得了超过10拍瓦的激光脉冲输出。这种超高峰值功率超短脉冲激光被称为最亮光源,可以提供前所未有的极端物理条件与全新实验手段。

目前多个国家团队瞄准了激光尾波场电子加速技术和应用技术的结合,2020年德国电子同步加速器研究所连续获得10万发电子束,为实现长时间稳定运行的激光等离子体加速器带来了曙光。

“高能粒子加速器最初是作为人们探索原子核结构的重要手段发展起来的。”李儒新院士说,同步辐射装置、自由电子激光装置、闪裂中子源、对撞机等大科学装置的核心都是高能粒子加速器。

高能质子和重离子加速器的一个重要应用是肿瘤的精准放疗。“质子/重离子放疗是当下最先进的肿瘤放射治疗方法,目前主要用射频加速器来加速高能质子和碳离子,昂贵的造价和维护费用极大制约着质子/重离子放疗设备的推广应用。”李儒新院士表示,基于高功率激光的质子和重离子加速器,有望降低肿瘤放疗设备的造价和维护费用,“一个值得重视的方向是基于高瞬时辐射剂量的超短脉冲质子束治疗,即FLASH放疗方案。因为激光加速有利于获得更短脉冲的高峰值流强质子束,从而达到超高的瞬时剂量率。”

“作为高性能的宽波段光源用户装置,基于电子储存环的同步辐射光源在生命科学、材料科学、物理学、化学、能源科学等研究领域发挥了不可替代的作用。”李儒新院士指出,目前世界多国正在大力发展第四代同步辐射装置。与此同时,超越第四代光源平均亮度,获得2~3个量级以上提升并实现时空全相干辐射的所谓第五代同步辐射新原理新方法已被提出。其中,我国科学家提出的采用衍射极限电子储存环电子束与高功率激光脉冲相互作用的角色散和调制—反调等新机制被认为具备实现第五代同步辐射的潜力。

推荐阅读

万钢:核技术应用范围很广 与我们生活息息相关

全国政协委员、中国原子能科学研究院院长万钢表示,核技术具有独特的特点,就是它能够有选择性,有高的灵敏度,在工业、农业、科技等方面有很大的用途,与我们生活息息相关。 2020-01-20

王乃彦院士:中国民用核技术产业未来十几年将突破万亿规模

10月17日,中国科学院院士、中国核物理学家王乃彦在首届中国国际核技术应用产业大会上作主旨报告。报告说,中国民用核技术未来十几年内将突破万亿规模。 2018-10-30

核技术应用万亿市场待开启

从食品消毒灭菌到轮胎预硫化,从污水处理到材料改性,从加速器到安检仪,从放射诊疗到工业检测……这些都是核技术应用的领域。当前我国核技术应用产业已经步入快速发展期,未来有望达到万亿元规模。 2016-12-10

辐照工厂大揭秘:原来核技术还能用来干这个

辐照食品就是经过辐照加工的食品,而所谓辐照加工,简单来说,就是一种利用核技术(射线照射)灭菌、保鲜的加工技术,拿真空包装的泡椒凤爪来说,辐照可以让它的保质期从原来的3-5天延长到几个月。看来,食品的保鲜防腐并不只有添加防腐剂这一种选择。 2020-01-20

国内核技术应用产业发展现状分析

核技术应用是指利用同位素和电离辐射与物质相互作用所产生的物理、化学及生物效应,来进行应用研究与开发的技术,被称为核工业中的“轻工业”。 2018-06-14
阅读排行榜