1) 学科方向

•  粒子加速器不仅是进行高能物理、原子物理、生命科学、材料科学等多种基础科学研究的重要实验装置，而且在工农业生产、医疗、辐照和国防建设等方面也有广泛的应用前景。

•  粒子加速器是一门多专业的综合性学科，它涉及到加速器物理和许多高技术领域，其中包括射频、电磁场、电源、超高真空、精密机械、电子学、计算机及网络、自动控制、束流诊断、辐射防护、低温超导，等等。

•  北京正负电子对撞机和北京谱仪（BEPC/BES ）的成功建造和取得的物理成果，使中国成为世界上重要的高能物理实验基地之一，在国际高能物理学界占有了一席之地。除用于高能物理实验外， BEPC 还成功地用于同步辐射的实验研究，使高能所成为我国重要的同步辐射实验基地之一。在圆满完成其科研任务之后，BEPC 已于2005 年7 月4 日停机，并进行升级改造（详见BEPCII 工程）。除用于高能物理实验外，BEPC 还成功地用于同步辐射的实验研究，使高能所成为我国重要的同步辐射实验基地之一。

•  强流质子加速器也是本中心的一个重要研究方向。在八十年代成功地建造35 MeV 的强流质子加速器（BPL ）的基础上，近年来本中心利用国家973 计划的支持开展了以加速器驱动的次临界反应堆（ADS ）的基础研究为目标的强流质子加速器的设计和研制工作，并建成了我国第一台强流四翼型 RFQ 质子加速器。在国家新一轮973计划和中科院创新项目经费支持下，ADS强流质子加速器研究将进一步得到发展。国家批准中国散裂中子源（CSNS ）的建设为我们又提供了大力发展强流质子加速器的机会（详见CSNS 工程）。

•  基于高能量电子直线加速器的自由电子激光（XFEL）。 XFEL 综合了X 射线和激光的优势，即短波长、短脉宽、高亮度和完全相干，在广泛的科学和应用领域有很大的应用前景。本中心近年来，在中国科学院、国家自然科学基金委和所创新经费的支持下，积极参与了 XFEL 的重大关键技术和相关物理问题的研究，正与多学科中心等其他单位一起联合建议并开展一台高增益软 X 射线 FEL 实验装置的设计工作，争取国家立项支持。

•  国际直线对撞机（ILC）的国际合作。国际直线对撞机 (ILC) 是基于先进超导加速技术的用于高能粒子物理实验的正负电子直线对撞机（质心能量 3 500GeV），通过亚洲、欧洲及美洲各大加速器实验室及大学的国际合作共同研制。通过ILC 国际合作高能所将在ILC 加速器物理和加速器技术多方面参与其设计和制造。

由于BEPC 、BPL 等加速器的成功建造和长期稳定运行，使高能所成为我国最有影响的加速器科学和技术的研究基地，培养和锻炼了一支加速器科技队伍，具备了开展加速器理论和技术研究所需要的基本计算和实验条件和设备，为今后加速器技术的发展打下了良好的基础。

2 ）学科特点

 粒子加速器是一门多学科交叉的重要核技术研究方向，既有工程特性，又有基础科学的特性 , 综合性很强。注重理论与实际结合，又强调创新，对一些特殊设备的研制，经常能带动国内相关技术和工艺的发展。

3) 基础研究设施和大科学工程

•  北京正负电子对撞机改进二期工程 —BEPCII （详见BEPCII 工程介绍）

•  中国散裂中子源工程—CSNS （详见CSNS 工程介绍）

4) 主要科研任务

•  BEPCII 工程

为保持和发展BEPC 在t - 粲物理研究的世界领先地位，高能所自2000 年起开始BEPC 升级改造工程（即BEPCII 工程）的设计研究，2003 年底BEPCII 工程完成全部立项过程，并开工建设。BEPCII 总投资估算为6.4 亿元 , 项目建设期为5 年，将采用当今世界上最先进的双环交叉对撞技术，设计对撞亮度比 BEPC 提高 2 个数量级。这是高能物理所当前和今后若干年内的一项艰巨而主要的任务，也关系着我国高能物理事业的前途和发展。BEPCII 工程的任务是在BEPC 现有隧道内新建一个储存环，成为双环对撞机，在质心系能量3.77GeV 时对撞亮度达到（3-10 ）× 10 32 cm -2 s -1 。BEPCII 的建造将使我国继续拥有世界上在该能区性能最好的高能物理实验装置，预期在 J/ψ 能区亮度将是CESRc 的2-7 倍。BEPCII 的物理目标是在τ - 粲能区进行精确测量，为我国在今后相当长的时期内继续保持 τ- 粲物理研究的国际领先地位，取得更多更高水平的重大物理成果奠定基础。

•  CSNS 工程

利用中子散射技术开展物质结构的多学科研究近二十年来已成为国际上极有潜力的发展方向，特别是在基于强流质子加速器的散裂中子源发展起来以后更是吸引了主要科技发达国家的注意。中国政府在2008 年9 月正式上批准了中国散裂中子源工程立项,国家投资14亿元，建设场址当地政府广东省和东莞市提供配套经费5亿元，并无偿提供土地和七通一平基础条件。本所作为法人单位与中科院物理所合作承担了该项目的设计和建造任务。CSNS 工程计划建造一台80 MeV 的直线加速器后接一台1.6 GeV 的快循环同步加速器，重复频率为25Hz ，平均束流功率达到100 kW ，用于轰击重元素靶，通过散裂过程得到通量达到2.5 ′ 10 16 n/cm 2 /s 的中子，再经过慢化后传输到最多可达18 台的中子散射谱仪上进行中子散射实验。CSNS 为多期建设的工程，设计时预留一期工程建成后可将平均束流功率提升到200 kW 甚至500 kW 的升级空间，这也将是国际上前三、四名的水平，一期工程预计2016 年建成。（参见：http://csns.ihep.ac.cn/）

•  基于电子直线加速器的研究项目

•  低能正电子源

•  X 波段微波实验室，新加速结构

•  电子直线加速器驱动的 FEL 实验装置

•  国内、外加速器工程项目的合作

•  与国外许多国家实验室保持着密切的合作关系，每年派一些科研人员赴国外各加速器实验室工作，如 SLAC 、CERN 、KEK 、DESY 、INFN 等，同时，请许多国内外加速器各领域的专家讲学、作报告和传授经验。

•  参与ILC 国际直线对撞机的国际合作，在总体设计、阻尼环设计、粒子动力学、超导加速技术、正电子源技术、束测技术、超导低电平控制等多方面参与设计和合作。

•  在国际合作开发项目中，承担并完成了韩国同步辐射加速器加速管，美国SSC 、PEPII 、SPEAR3 和日本KEKB 、ATF2 和J-PARC 的磁铁设计和磁场测量。

•  与国内的一些国家实验室和科研机构及大学有合作和横向委托项目，如上海同步辐射光源工程、合肥同步辐射光源、兰州重离子加速器冷却储存环工程等。

5）课题设置

5.1 加速器物理

BEPC 运行的物理问题总结

电子直线加速器中的物理问题

BEPCII 物理设计和研究

CSNS 质子直线加速器中的物理设计和研究

CSNS 快循环同步加速器中的物理设计和研究

国际直线对撞机ILC 中的物理问题

包括新加速原理等加速器物理中的前沿课题

5.2 射频技术

电子直线加速器射频加速结构 ( 加速管、加速腔)

BEPCII 储存环超导射频腔及高次模研究

BEPCII 储存环射频功率源 (500 MHz 速调管和发射机)

CSNS 直线加速器射频腔

CSNS 直线加速器射频功率源

CSNS 快循环同步加速器铁氧体加载腔

CSNS 快循环同步加速器射频发射机

功率传输系统 ( 同轴线、波导、陶瓷窗、功率耦合器 )

低电平控制系统（BEPCII 直线及环，CSNS 直线及环）

微波测量技术

5.3 电源技术

谐振网络型电源（怀特电源）技术

快速变化的线性电源

高精度、大电流直流稳流电源

高压大功率脉冲电源

开关型稳流电源

高电压和大电流的精密测量技术

数字电源技术

5.4 电磁场技术

各种常规磁铁、注入引出特种磁铁

用于同步辐射的扭摆磁铁、波荡器

快循环谐振磁铁

电磁场测量技术

5.5 真空技术

压强低于10 -11乇的超高真空获取

超高真空测量、检漏技术

大型陶瓷真空管道及 RF 屏蔽的制造工艺

低二次电子发射涂层（TiN ）的工艺研究

低阻抗真空盒、真空部件的研究

5.6 计算机及控制技术

控制系统体系结构和系统集成技术的研究

智能前端控制器和现场总线技术

数据库技术

网络通信技术

5.7 束流测量与诊断技术

新的测量原理和技术 (亚微米束团截面、皮秒束团长度测量)

微弱信号检测和快脉冲电子学

各种测量束流特性的技术

束流反馈技术

5.8 低温超导技术

超导加速腔和超导磁铁

用于加速器的低温实验装置

5.9 机械设计与准直测量

各种复杂结构的加速器部件机械结构设计与研制

远控卸装技术

构成大系统的加速器设备准直安装与测量

5.10 剂量监测与辐射防护

瞬时辐射剂量和防护层的计算方法

辐射余热的计算方法

辐射对环境的影响

不同能区射线的有效测量及标定