源于：中国核学会
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2024年中国核学会科学技术奖系列宣传
第十六期：科技进步奖特等奖——低能散高梯度百太瓦激光粒子加速器关键技术及应用
2024年11月28日，2024年度中国核学会科学技术奖正式揭晓。该奖项由中国核学会组织，每年评审一次，旨在奖励在自然科学研究方面、技术发明方面、科技进步方面取得成果或作出突出贡献的单位和个人。本年度评选经过严格的推荐单位审查--总会形式审查--分会管理员审查--专家审批--分会推荐--总会分配评审专家--现场评审--总会管理员审核等环节，最终评选出15项科技进步奖，其中特等奖1项，一等奖3项、二等奖5项，三等奖6项。由北京大学物理学院颜学庆教授牵头，联合西北核技术研究院王大辉副研究员、北京卓镭激光技术有限公司王涛董事长等人共同完成的项目《低能散高梯度百太瓦激光粒子加速器关键技术及应用》获评为科技进步特等奖。该项目在科技部重大仪器专项等项目的支持下，建成了国际首台基于百太瓦激光器的低能散高梯度粒子加速器，其峰值流强比传统加速器高三个量级，并开展了其在国防、聚变能源、放射医学、航空航天等领域的应用示范。主要创新点如下：1）显著提升了用于激光加速器的百太瓦飞秒激光器的可靠性和稳定性。通过反馈杂波滤波技术及全封闭式屏蔽，首次获得了电磁兼容的高可靠性高能激光器。发展了全光程多点逐级波前相位补偿技术，获得了高于1019 W/cm2功率密度，达到了当时同类激光国内领先水平。2）在激光加速方法与技术方面获得了重要突破。首次提出了稳相光压加速和等离子透镜方法，将飞秒激光到等离子体能量转化效率提升两个量级到10%以上。成功研制出自支撑纳米靶材，建成了高精度瞄靶重频打靶系统，解决了激光与靶材能量耦合关键问题，获得了激光加速国际最高能量1.2 GeV金离子束;3）首次研制了适用于激光加速离子的束流传输系统。率先研发了点点成像匹配传输方法，解决了激光加速产生的束流能散大、散角大和峰值流强高等束流调控难题，基于电磁铁聚焦技术实现束流匹配传输，建成了世界上首台1%能散百太瓦激光粒子加速器装置。项目获得了世界加速器大会Hogil Kim 奖和何梁何利科技进步奖。已授权发明专利51项；软件著作权5项；发表SCI论文300余篇，专著1部。相关专利和技术得到了转化，形成了系列产品实现销售3亿元。在怀柔建成了北京激光加速创新中心，吸引2018年飞秒激光发明人诺贝尔物理奖获得者Gérard Albert Mourou全职加盟，成为国际激光离子加速研究中心之一。该成果大幅提高了我国下一代激光加速器技术研发水平，具有重要的科学价值和重大经济社会效益。中国核学会组织专家鉴定意见：“该项目技术复杂，难度很大，总体水平国际先进，关键指标国际领先，应用前景广阔。”
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图 2 世界首台1%能散激光质子加速器（CLAPA）装置
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颜学庆，男，汉族，教授，博士生导师，北京大学物理学院副院长、核物理与核技术国家重点实验室副主任、北京大学应用物理与技术研究中心副主任、北京激光加速创新中心主任。1977年7月生于湖南永州市，1999年本科毕业于清华大学工程物理系，2004年博士毕业于北京大学物理学院。担任世界超强激光科学中心（IZEST）委员、亚洲超强激光委员会委员、国家“十四五”科技部重大仪器专项指南规划委员会委员、中国粒子加速器学会常务理事、中国高能量密度物理专业委员会委员、中国物理学会秋季会议组委、中国物理学会核物理和加速器召集人和中国光学工程学会理事，为期刊《Scientific Reports》、《Matter and Radiation at Extremes》、《强激光与粒子束》和《高能量密度物理》的编委。在PRL/PRAB/APL等国际权威刊物上发表论文100多篇，获得授权专利15项（授权6项）。2010年获得国家自然科学杰出青年基金资助（2010年），2019年获国家自然科学基金委创新群体资助。为科技部重大仪器专项（2012-2017）和科技部重点研发专项（2019-2030）首席科学家。曾入选中国核物理学会胡济民教育科学奖（2007年）、德国洪堡学者（2008年）、科技部创新人才（2015年）、中组部万人计划创新人才（2016年）、北京卓越青年科学家（2018年）和美国加州大学（埃尔文分校）“Rostocker杰出讲师”（2019年）。由于在激光加速器理论和实验研究中的贡献，他获得2019年世界加速器大会Hogil Kim奖（中国大陆首位）和2020何梁何利科技进步奖（物理奖）。系列研究推动了怀柔科学中心交叉研究平台《北京激光加速创新中心》的设立，为国家十四五大科学设施《激光驱动多束流设施》立项奠定基础，为怀柔国家创新中心的建设做出了贡献。
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编审：李春林
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总第3245期
2025年1月31日
乙巳年正月初三
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