塑强基建支柱优势

世界首台“三合一”先进重离子研究装置投用

    期次:第1059期    作者:作者:刘斌

项目鸟瞰图

大科学装置内部空间排布

近日,中建八局承建的惠州国家两大科学装置项目——强流重离子加速器装置(HIAF)完成工艺验收,标志着世界上第一台由超导直线加速器、同步加速器和储存环组合的先进重离子研究装置全面试运行,并投入科学研究。

国之重器,

探索微观世界的“超级显微镜”

大科学装置在全球范围内发挥着“科技航母”的关键作用,直接促进大批原始创新成果的产生。惠州国家两大科学装置项目总建筑面积约 11.28 万平方米,包含地下隧道、厂房等 29 栋单体,主要建设强流重离子加速器装置(HIAF)与加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)两大科学装置,被誉为“国之重器”。

此次试运行的强流重离子加速器装置可发射国际脉冲流强最高的重离子束流,通过轰击产生的粒子碎片研究微观结构,是探索微观世界的“超级显微镜”,将助力推动核能开发与航天、医疗、农业等多学科交叉应用。此次试运行标志着我国破解了世界级动力学难题和技术挑战,拥有了新的自主可控、国际一流的重离子研究平台,对于推动前沿科技发展、服务民生需求具有战略意义。

地下“超级工程”,

攻克深山滨海建造难题项

目位于惠州群山之巅、双月湾畔,地下水丰富、盐雾腐蚀强,大量精密电磁、真空设备布设在山体内 13 米深、1.6 公里长的隧道中,若出现微小裂缝、渗水都将损毁核心装置,这些对建筑结构的密闭性、平整度以及建造精度提出严苛要求。

项目聚焦地下结构防水关键工序,成立专家团队开展科研攻关,搭建“截、防、排、管”综合防渗体系,实现岩石裂隙水及降水的有效截排,侧壁创新采用流态固化土施工工艺,优化土体力学性能、提升隧道隔水效果,为 6000 台套大型设备、500 万个零部件提供稳定可靠的运行环境。

项目通过有限元分析软件仿真计算,针对不同区域开裂风险差异化“定制”钢筋布设方案,突破 4.5 米厚度大体量混凝土浇筑、超长隧道稳定性控制等核心难题,形成强流重离子加速器隧道综合施工技术,获广东省土木建筑学会科学技术奖。

“100%国产化”,

自主创新打破技术垄断

长期以来,大科学装置的关键设备与安装工艺长期被国外垄断,项目与中科院团队紧密配合,主动摒弃照搬海外的传统建设方案,应用大科学工程“数字孪生驱动建造”新模式,将机电管线、智能化设备等构件先在电脑“装”一遍,再到现场“垒积木”,将国际平均 2到 3年的整体安装周期缩短至8个月。

项目通过建立三级实测控制网与实时监测系统,全过程动态采集沉降监测数据,加强 8000 余个预埋件的过程控制和定位精度,用三维激光扫描进行偏差色谱分析,以数字化手段破解大批量构件差异化程度高、安装精度高的难题。

项目在高质量、高效率工程建设方面开创了大科学工程建设新范式,助力中国的重离子科学研究水平迈上新台阶,推动相关科学研究达到国际领先水平。


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