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首套国产千瓦级液氦-超流氦温区低温系统在惠建成

东江实验室实现多项原创性重大科研突破，在省实验室考核中综合排名第一

　　●惠州日报记者冯丽均

　　通讯员惠科宣

　　国际首次实现超导直线加速器高功率10毫安连续波质子束加速和超百千瓦、百小时稳定运行；国际首次实现高性能低β实用腔型复合结构；建成首套国产千瓦级液氦-超流氦温区低温系统并完成调试……

　　1月5日下午，由中铁二十一局承建的东江实验室总部区全面启用。记者从现场获悉，自2019年启动建设以来，东江实验室迄今共建设12个重大科研平台，引进11个顶尖科研团队，汇聚5名院士，实现多项原创性重大突破，在第三批广东省实验室考核评估中综合排名第一，获评优秀。

　　“东江实验室已成为粤港澳大湾区一支重要战略科技力量，助力惠州打造粤港澳大湾区能源科技创新中心、科技成果转化首选地和高水平人才高地重要支点。”市科技局负责人表示，惠州将继续坚定不移地实施创新驱动发展战略，以科技创新引领“2+1”现代产业体系建设，加快形成新质生产力，塑造发展新优势，为我国科技自立自强贡献力量。

东江实验室总部区全面启用。惠州日报记者钟畅新 摄

　　蓝图

　　打造粤港澳大湾区能源科技创新中心

　　在惠城区金山新城河桥片区的东江实验室总部区，一台射频RFQ低能强流加速器已安装完成，它是面向微纳加工和材料性能综合分析的强流加速器平台三大组成部分之一。在这个平台上对材料进行微纳加工，可以切割出30微米薄的硅片，厚度不到头发丝的1/3，且对硅片的利用率接近100%，而传统切割工艺切出来的硅片厚度在120～150微米，对硅片的利用率只有50%。

　　硅片广泛应用于集成电路、太阳能电池、半导体器件、光学器件等领域，这一创新工艺一旦产业化推广，我国光伏电池产业将挖出一条产业“护城河”，成本更低、效率更高。东江实验室高级工程师陈伟龙介绍，该平台不仅能进行材料微纳加工，还可以应用在材料精密检测、特殊功能材料设计和离子束新材料合成方面，对我国核工业、半导体产业有重大意义。

　　这是东江实验室已建成的7个科研平台之一。东江实验室是“先进能源科学与技术广东省实验室”核心总部，也是全省能源领域唯一省实验室。

　　中国科学院近代物理研究所副所长、东江实验室常务副主任胡正国介绍，实验室面向国家“双碳”战略目标和广东省能源重大需求，依托CiADS、HIAF、HIRFL等国家重大科技基础设施和惠州石化能源、新型储能等产业优势，聚焦先进核能系统、核能技术应用、化石能源清洁高效利用、新能源和新型储能等4大主攻方向，开展基础研究及应用基础研究。

　　目前，东江实验室共建设12个重大科研平台，其中，智能超算模拟设计支撑平台、重离子核孔膜研发平台、射频超导开发平台等7个平台已经建成，5个正在建设中；引进了11个顶尖科研团队，其中院士5人、“杰青”11人、“优青”6人、博士239人，着力打造粤港澳大湾区能源科技创新中心，努力建设国际前列的核科学技术中心。

　　记者了解到，在第三批省实验室考核评估中，东江实验室在基础设施建设、人才引进、科研攻关和成果转化方面取得显著成效，综合排名第一，获评为“优秀”，并获得省财政奖补金额2.69亿元。

　　成果

　　承担6项国家级科研项目攻关

　　2023年11月28日，中国科学院理化技术研究所、上海科技大学、中国科学技术大学国家同步辐射实验室、中国散裂中子源、中国科学院合肥物质科学研究院的专家组对东江实验室联合中国科学院近代物理研究所建设的首套国产千瓦级液氦-超流氦温区低温系统开展验收评估。

　　这套系统综合国产化率达到81.2%，已连续运行1600小时，整机性能达到国际先进水平，顺利通过验收。

　　“液氦温区低温技术是大科学装置、超导技术、氢能、量子计算等领域的关键基础技术，国产化对相关高技术产业发展、防止被‘卡脖子’意义重大。”中国科学院近代物理研究所研究员张军辉是系统总负责人，他表示，该系统主要包括制冷机、低温分配传输系统、终端测试系统、回收纯化系统以及储气系统，是国产制冷机在设备应用层面的体现。

　　当前，大型低温制冷机是我国被“卡脖子”的领域之一。在我国，中、大型国产制冷机正在研发中，目前4kW/4.5K氦制冷机已从车间下线，准备开始安装；18kW/4.5K氦制冷机正在集成，预计2024年年底开始调试；压缩机已实现国产化；温度传感器、真空规、低温流量计等相关设备国内正在研发，目前正在进行测试验证阶段。

　　东江实验室研制的该低温系统可以为这些设备提供相应的测试与研发条件，并且，其回收纯化系统可以将终端产生的低纯度氦气进行回收提纯和循环利用，可减少对战略性资源——氦气的浪费。

　　胡正国表示，东江实验室先后承担各类科研项目27项，其中国家级6项，省级12项；累计发表论文257篇，其中，SCI论文224篇；申请专利103项，实现多项原创性重大科研突破，研究成果居国内国际领先地位。

　　变革

　　打造大湾区先进能源科学技术原始创新策源地

　　当前，在东江实验室，詹文龙院士领衔的8个先进核能与核技术领域科研团队，张锁江院士领衔的3个化石能源领域科研团队正在陆续出科研成果。首套国产千瓦级液氦-超流氦温区低温系统就是先进核能系统关键设备与技术领域的科研成果。

　　在化石能源低碳清洁利用技术领域，东江实验室相继实现离子液体氨碳分离新技术、CO2转化制碳酸酯新技术、低碳烃高值化利用新技术等原创技术和关键技术的突破及应用示范。

　　“东江实验室正全力推动能源技术变革，促进能源结构绿色转型，打造粤港澳大湾区先进能源科学技术的原始创新策源地。”胡正国表示，东江实验室计划利用中国科学院“科技服务网络计划”（STS计划）引进新能源和新型储能领域创新力量，聚焦先进能源科学与技术开展科研攻关。

　　这一举措与惠州的产业发展高度吻合。惠州正在打造更具核心竞争力的“2+1”现代产业集群，可以说，加快形成新质生产力、塑造发展新优势是惠州作为广东工业第五城肩负的重任，东江实验室毫无疑问已成为我市产业高质量发展的重要战略科技力量。

　　记者了解到，为支撑惠州新能源和新型储能产业发展，东江实验室增设“新能源和新型储能研究中心”，设立新型储能专项资金，引进和整合相关大学大院大所储能创新资源，联合惠州亿纬锂能等新能源和新型储能龙头骨干企业，建立产学研协同创新机制，开展新能源和新型储能关键技术攻关。

　　“实验室加强了本地优势产业所需的锂离子电池技术、全过程安全技术研究，推动具有一定产业基础的钠离子电池技术、液流电池技术研究，布局面向未来产业的前瞻储能技术研究，并大力培养新型储能技术人才，促进相关科技成果在惠转化，为惠州新型储能产业发展提供科研引领和支撑作用。”胡正国说道。

　　值得关注的是，针对市场前景广阔但被“卡脖子”的医用同位素“蓝海产业”，东江实验室布局了先进核能系统若干关键技术与同位素应用、射频超导应用及同位素生产技术、同位素靶向药物用探针、医用核素肿瘤诊疗一体化等4个与医用同位素密切相关的科研团队，投入数亿元支持相关研发平台建设和科研工作。

　　目前，东江实验室已在碳-13、镭-223、锕-225等同位素研制上取得突破，其中锕-225是国家中长期规划明确提出重点研制的医用同位素。

　　胡正国表示，东江实验室在HIAF装置终端区域启动医用同位素示范生产平台建设，近代物理所正依托该平台联合东江实验室申报国家同位素研发重大科技项目，一旦获批将进一步加速医用同位素研制生产进程，为我市打造医用同位素产业提供强大支撑。

　　转化

　　首台国产新一代重离子加速器治癌装置落户惠州

　　为何各城都在争取大科学装置落地建设？因为作为国之重器，大科学装置研制技术溢出分分钟能浇灌出新质生产力和产业新增长点。而这一现象也正在惠州发生。

　　利用HIAF先进加速器技术，东江实验室参与攻关了新一代重离子加速器治疗肿瘤装置。重离子治疗是目前国际公认的放疗尖端技术，能够在对肿瘤进行集中爆破的同时，减少对健康组织的伤害，就像是精准导弹打击，快速消灭癌细胞之后就会消失，特别是对无实体瘤的患者有很好的效果。

　　甘肃省武威肿瘤医院重离子中心是首家中国重离子系统临床应用中心，该院首席物理师吴嘉明教授做客人民日报健康客户端时表示，医院在2020年启动重离子加速器治癌装置的临床应用，至2023年12月初已治疗1020余名患者，治疗肺癌、肝癌、胰腺癌、脑胶质瘤等50余种病种，治疗结束的患者疗效显著、耐受性良好。

　　新一代重离子加速器治癌装置具有占地面积更小、能耗更低、治疗时间更短等一系列优点。记者获悉，首台国产新一代重离子加速器治疗肿瘤装置落户惠州，建成后预计年治疗能力达3000例。

　　胡正国表示，东江实验室利用在建的CiADS、HIAF两大科学装置研制技术溢出，探索实践出一条“基础研究-应用开发-成果转化-产业发展”的沿途下蛋新路径，面向惠州产业发展和民生需求，加速科技成果转化落地，加快“从0到1再到10”进程。

　　目前，东江实验室已成立专门负责相关成果转化的科清公司，如利用国际领先的超黑膜、爆气增氧技术等先进技术成果，推动重离子核孔膜在污水处理、河道修复、垃圾压滤液处理等方面的应用，落地7个水处理项目，营收达近8000万元。

　　此外，东江实验室石化团队与我市石化龙头企业深度合作，一批重大科技成果转化落地，带动相关产业新增产值数亿元，推动了石化能源新材料产业高质量发展。

　　声音

　　“近年来，惠州市委市政府越来越重视科技创新，我们明显感受到惠州的创新氛围越来越浓厚。比如围绕国家两大科学装置、东江实验室及惠州学院打造的河桥科教城，交通、学校、人才房等基础配套越来越齐全，创新生态越来越完善，科技合作、学术交流活动越来越频繁。”

　　——中国科学院近物所副所长、东江实验室常务副主任胡正国

　　新闻科普

　　首套国产千瓦级液氦-超流氦温区低温系统主要包括制冷机、低温分配传输系统、终端测试系统、回收纯化系统以及储气系统。这套系统综合国产化率达到81.2%，已连续运行1600小时，整机性能达到国际先进水平。液氦温区低温技术是大科学装置、超导技术、氢能、量子计算等领域的关键基础技术，国产化对相关高技术产业发展、防止被“卡脖子”意义重大。