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中国完成世界最先进加速器：美国人不一定想得到2015年12月30日 08:29来源：中国科学报?作者：姜洋16801人参与?856评论神龙二号装置全景2015年1月22日，神龙二号装置国家级科技成果鉴定会现场。窗外，春寒料峭；场内，热情涌动。经过包括14位院士在内的鉴定委员会的鉴定：中国工程物理研究院流体物理研究所“成功研制了世界上首台兆赫兹重复率猝发强流多脉冲直线感应加速器”。“该项目系统复杂，研制难度很大，有重大创新，总体技术处于国际先进水平，部分重要指标国际领先。神龙二号研制成功是直线感应加速器和我国尖端武器闪光照相技术发展中的一个重要里程碑！”中国工程物理研究院（以下简称中物院）流体物理研究所是从事国防尖端武器研制的科研单位，科研人员历经十余载坎坷征程，终于研制出世界最先进的多脉冲强流加速器——神龙二号。世界惊叹“中国龙”，创新助力强国梦。神龙二号的成功，受到国际国内同行的高度评价：神龙二号是世界第一台兆赫兹重复率猝发多脉冲高功率感应加速器！神龙二号从设计思想到技术突破完全是独创的！神龙二号多脉冲感应加速器技术的突破被国际同行专家评价为：“确实代表感应加速器领域重大新成就”！神龙二号是直线感应加速器和我国尖端武器闪光照相技术发展中的一个重要里程碑！“火眼金睛”在内爆流体动力学实验过程中，仅仅百万分之几秒的时间内发生快速和巨大的物理化学反应，爆炸区域的物质温度达到几十万摄氏度、压力骤然升高至百万大气压以上，所形成的高压冲击波以每秒几公里至十几公里的速度传播，实验材料的形状、密度等产生极为复杂且剧烈的变化。作为揭示内爆过程的“火眼金睛”，直线感应加速器闪光X射线照相设施在认识武器内爆物理规律和校验武器设计过程中占据了极为关键的地位。它的工作原理类似于医院的人体X光透视照相，只不过这里照相的对象不是静止而柔软的人体，而是利用加速器产生的高强度脉冲X光，穿透厚度相当于数十厘米钢的致密材料，对其内部以大于10马赫超高速运动的材料内亚毫米细节及其变化进行高精度的瞬态透视照相。在精密的实验室流体动力学实验能力建设中，必须通过内爆闪光X光照相认识武器内爆规律，获取可靠有效、精度足够高的实验数据，以此来检验武器的理论设计模型、修正数值模拟的模型，再进一步开展实验。这一过程经过反复迭代，才能够达到有效提升武器的设计水平和综合性能的目的。为更进一步精密可靠地研究武器规律、校验武器设计，就要求闪光X射线照相设施对武器高速内爆过程不仅“能拍”，还必须实现“超高速连拍”。如同对着奔跑的运动员，若只拍一张照片，获得的只是其某一时刻的静止状态；如连拍数十张，则能完整反映出运动员的肢体运动状态；而且运动速度越高，要拍摄出清晰照片，就要求相机的快门速度越快、曝光量越大。相比人类的运动过程，内爆流体动力学过程的速度和复杂程度何止高出千倍，实现对其动态捕捉，就要求直线感应加速器闪光X射线照相设施产生的X光必须足够强，才能穿透厚度相当于数十厘米钢的致密材料；而且X光脉冲必须非常短，即曝光时间约亿分之一秒，以减小运动模糊；而且要在百万分之一秒内实现多幅照相即连拍；同时要求X光焦斑尺寸足够小，才能够得到清晰照片，对于被拍物体内以每秒几公里到十几公里高速运动的内爆过程，所得的X光图像界面需达到亚毫米的精度；X光脉冲的产生还需具有极高的定时精度，在动态过程中任一特定时刻照相，实际拍摄时间与设定时间的误差不超过亿分之一秒！这堪称是世界上最强大的X光照相机！各核大国数十年来均致力于追求拥有这一闪光照相能力。邓建军（左）、石金水（右）、李劲（中）讨论技术问题。使命使然早自上世纪70年代起，中物院各级领导和流体物理研究所直线感应加速器研究团队几代人，就一直向着这座世界巅峰艰难而执着地攀登。由于直线感应加速器研究团队从事的是国家战略武器相关的研究，这方面的技术国外对我国是严密封锁的，只能依靠自力更生，自主创新！从关键单元技术攻关、关键材料和器件研制开始，他们筚路蓝缕、无私奉献，攻克了众多关键科学、技术和工程问题。在这一级级台阶上，他们倾洒无数汗水与心血，踏下了深深的辉煌足印。从上世纪70年代末期至1993年，他们从零开始，成功研制出我国第一台用于武器缩比装置闪光照相的10MeV直线感应加速器，达到当时国际先进水平，获国家科技进步奖一等奖，实现了我国直线感应加速器闪光照相实验能力从无到有的跨越。之后通过升级到12MeV，使我国拥有较为先进的闪光照相能力并成功用于武器闪光照相实验，为某新型武器关键过程的设计判断提供了重要实验图像和信息。1996年，两弹元勋王淦昌院士视察10MeV直线感应加速器实验室时欣慰不已，并亲笔题词：“继续努力，必须超过美国！”2003年，我国第一台武器内爆全尺寸装置精密闪光X光照相实验设施神龙一号研制成功！荣获了2005年度国家科技进步奖一等奖。这使我国闪光