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紧凑型加速器质谱仪(AMS)

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-11-22 17:06:00

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”核技术应用创新产业科技服务团| 桑海波 | 2023-11-27 00:05:18

中核集团中国原子能科学研究院核物理研究所成功研制出国内首台紧凑型加速器质谱仪(AMS),标志着我国在高端核分析设备研制方面取得重要进展,为加速器质谱的高灵敏分析应用奠定了坚实基础。团队根据加速器质谱系统小型化和多核素高效、高灵敏分析的需求,对加速器质谱系统进行了物理与束流光学方面的优化设计,建成了紧凑型串列加速器质谱仪,有力提升了装置的实用性和经济性。该加速器质谱仪综合了单极型、大气绝缘型加速器质谱仪的优点,具有结构更紧凑、性能更佳、可开展多核素测量等优势,传输效率和测量灵敏度均通过实验验证,可广泛应用于大气雾霾、海洋污染、生物医药、天体物理等研究领域。

加速器质谱小型化、紧凑化是当前国内外加速器质谱研究的热点领域。经过近四年的努力探索,原子能院加速器质谱研究团队对紧凑型加速器质谱仪的核心难点——加速器紧凑化进行了创新研究,并突破高压馈入、气体输入、高压绝缘、间隙加速、气阻分布等系列关键技术,成功研制出国内首台紧凑型串列加速器。其中,串列加速器长度仅为1米,大小为传统串列加速器的1/3;整套谱仪占地面积约30平米,较传统同性能的AMS装置缩小2~3倍;可实现碳-14、铝-26、碘-129、铀-236等十余种核素的高效与高灵敏分析,相关技术指标达到国际领先水平。

本项目研制的首台国内紧凑型加速器质谱仪(AMS)。这台设备的长度仅为1米,尺寸仅有传统装置的三分之一。其具备结构更紧凑、性能更佳等优势,可开展多核素测量等多种功能。这项技术的应用领域广泛,包括天体物理、环境变化、海洋资源开发以及生物医药等。因此,推动加速器质谱仪小型化和紧凑化成为研究的热点。这款我国首台紧凑型加速器质谱仪(AMS)能够高效且高灵敏度地分析碳-14、铝-26、碘-129、铀-236等十余种核素。相关技术指标已达到国际领先水平。研究团队将继续开展新的装置和技术的研究,并进一步推进我国高端加速器质谱的国产化进程。同时,他们还计划基于该装置进行多核素高灵敏度分析和应用研究,并积极拓展其在环境、物理学、地质学、生物学、药学和天文学等领域应用的可能性。

中国原子能科学研究院(China institute of atomic energy)隶属中国核工业集团公司,是受中国核工业集团公司和中国科学院双重领导。其前身是1950年建立的中国科学院近代物理研究所二部,是中国核科学技术的发祥地和国防核科研、核能开发研究和核基础科研的创新基地。 根据2016年7月研究院官网显示,中国原子能科学研究院有职工近3000人, 下设有7个研究所;2个技术部;7个国家级、部委级研究中心或重点实验室;7个工程项目部;还有后勤集团、职工医院、实验工厂等服务单位。 中国原子能科学研究院具有每学年度招收全日制(学术型)硕士研究生70名、博士研究生50名,共120名的招生规模。

研发经费投入百万有余,后期需要安全性能测试等经费至少百万和半年的研发时间,已经取得超过百万的收益。研究成果在能源领域和核工业等众多的核技术应用等所需要大量的加速器产品市场大有前途。对于生产线的升级和生产流程的优化具有显著的性价比。可以有效的保护自然环境和对自然资源的使用,为生活水平的提高创造价值。

采用技术入股的方式进行合作,需要1000万的研发和生产线的资金支持,以期在三年之内取得收益并进行盈利,在国内市场进行推广。