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粒子BEPC-建成后可作为BEPC之后的下一代中国高能加速器

魔兽世界怀旧服

對物質基本結構的認識源於粒子,能量越高,我們所能看到的物質結構就越精細,這也是BEPC的功能所在。「BEPC由注入器、儲存環、北京譜儀和同步輻射裝置等幾部分組成,整體外觀像一個羽毛球拍。球拍的直柄部分是注入器,即一台200米長的直線加速器,用於為儲存環提供能量正負電子束。球拍的圓形部分是儲存環,即一台周長為240米的環形加速器,它將電子束加速到需要的能量,並加以儲存。正負電子束的對撞點在儲存環的南側,那裡有一台大型粒子探測器——北京譜儀。同步輻射裝置則是BEPC的另一個重要應用平台,為各學科的科學家利用電子束產生的同步輻射光進行相關實驗研究提供服務。」 高能所博士田賽克介紹。

「你們有人吃過泡菜嗎?」來自韓國世界泡菜研究所的Park Hae-Woong為大家帶來了一場色香味俱全的泡菜輻照技術分享:「泡菜的發酵過程需要上百種微生物參与,其中包括菌類、酵母類以及有機物等,這些成分像沙拉一樣充分攪拌,最終成品會有一個最佳賞味期限,電離輻射能夠將這個期限延長。我們對泡菜醬試驗了不同程度的輻照劑量,發現其在殺菌方面表現優異,尤其是對大腸桿菌。在品質方面,發現經過照射之後泡菜沒有之前那麼酸,口味更棒。同時,泡菜中的糖含量也大大減少,對健康十分有益。」

中日韓核技術應用產業化國際研討會暨第三屆同位素與輻射產業發展論壇近日在北京召開。中日韓三國在核技術應用領域各有所長、各具特色。日本在核醫學和工業應用方面有技術優勢,研發和行政管理體系成熟,韓國人均擁有的技術裝備和產品數量均居世界前列,中國則是全球核技術應用發展最快的國家。

對正負電子對撞機的運用也可以很接地氣

作為核產業中的「輕工業」,核技術應用是核科技發展和產業化不可或缺的重要組成部分。「截至今年6月,我國共有核技術利用單位7.6萬家,在用放射源14.4萬枚,射線裝置18.9萬台,核技術利用前景廣闊。」生態環境部核與輻射安全中心副總工程師程理表示。

核醫學領域發展成熟的日本,應用放射性同位素治療癌症已經走過了80個年頭。大阪大學教授Jun Hatazawa表示,放射療法能給患者帶來更有效的癌症治療手段,乳腺癌患者在疾病早期通過治療,5年生存率可以超過19%。大阪大學基礎核物理學研究中心正在研究如何將射線及電子束產生的核能量進行萃取,以提高治療效果。

北京正負電子對撞機(以下簡稱「BEPC」)就坐落於研究所一角。BEPC是我國第一台高能加速器,這個「國之重器」大部分結構位於地下,數不清的線路軌道和儀器交織密布,令人們感覺彷彿走進了一個高維科幻空間。在繁華的玉泉路上,這個靜謐的地下世界有一種「大隱隱於市」的莊重感。

「全球核技術應用產業化規模已接近萬億美元。中國核技術應用產值近年來年均增長率均超過20%,可以預測,我國核技術應用將繼續保持強勁的發展勢頭,成為與核能並駕齊驅的兩駕馬車。」中核集團總工程師、中國同位素與輻射行業協會理事長雷增光進一步補充道。

走進高能所,著名畫家吳作人先生的水墨畫——「無盡無極」,作為研究所的標識頗為引人注目。「標識由簡潔對稱的兩筆組成,既像一團高速旋轉的星系,又代表着中國古代陰與陽的太極符號,還寓意正負電子對撞機內,帶正電荷的電子與帶負電荷的電子高速對撞湮滅,產生τ輕子和各種粲粒子,這也是高能所研究的主要對象。」高能所研究員劉宇表示,陰陽的對立統一深刻體現了物質結構各個層次的規律,也蘊含著古人「宇之表無極,宙之端無窮」的樸素宇宙觀。

三國專家學者在論壇上有何精彩的觀點碰撞?高能物理研究所的正負電子對撞機真容如何?請看來自現場的報道。

隨着人類對未知物質世界和宇宙的探索步步深入,我國粒子物理也正處於重要的發展窗口期。「下一步,環形正負電子對撞機(CEPC)正在規劃建設當中,建成后可作為BEPC之後的下一代中國高能加速器,為當前粒子物理的熱門前沿——希格斯粒子的研究打好基礎。」劉宇表示。

原標題:核技術應用奇妙多多

我國核技術應用發展勢頭強勁,將成為與核能並駕齊驅的兩架馬車

如果一連串專業詞彙讓你暈頭轉向,那麼BEPC「接地氣」的應用之一則會讓人倍感親切。2016年,中加一個合作項目在琥珀中發現了恐龍尾部化石,細節豐富的羽毛清晰可見,但當時並不確定這塊化石究竟是來自古鳥類還是非鳥恐龍。BEPC在其來源定位過程中「大顯身手」。類似於給人做CT,科學家們對化石進行了無損成像,進而構建出尾部的高清3D形態,最終認定這是一段來自非鳥恐龍的尾部化石,在國際古生物界引起轟動。

熱烈的會場討論結束后,窗外淅瀝的小雨和凜冽的北風並沒有澆滅大家參觀中國高能物理研究所(以下簡稱「高能所」)的興緻。經過40分鐘的車程,石景山區玉泉路上的高能所出現在人們眼前。

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