華中科技大學套用電磁工程研究所

套用電磁工程研究所前身為樊明武院士所創建的“電磁理論與帶電粒子研究中心”。研究所依託“強電磁工程與新技術國家重點實驗室”，致力於電磁場以及帶電粒子動力學理論研究，解決帶電粒子加速器等複雜電磁裝置中的工程、技術關鍵問題。與輻射化學、生物醫學、物理、微波、光電、材料、環境、控制、機械等有關專業相結合，研製工業、環保、醫學、能源、國防等領域急需的粒子加速器等電磁裝備，如用於新材料研發及環保的電子輻照加速器、癌症診斷與治療的回旋加速器、未來核聚變能源所需的大功率高頻負離子源、軍民兩用的大功率太赫茲源等。

基本介紹

• 中文名：套用電磁工程研究所
• 主管部門：華中科技大學電氣與電子工程學院 
• 前身：電磁理論與帶電粒子研究中心
• 研究方向：基於超導回旋加速器的質子治療裝備研發、緊湊型自由電子雷射太赫茲源研究等

發展歷史

套用電磁工程研究所以美國勞倫斯伯克利國家實驗室為榜樣。形成了一支院士領銜、教授、副教授為支撐、青年骨幹為主體的學術梯隊。先後與德國、日本、美國等知名研究機構以及國內著名大學和研究所開展廣泛深入的合作研究，聘任了15名國內外專家為顧問、客座和兼職教授。

研究所聯契約濟醫院、協和醫院、化學學院、機械學院等相關團隊進行多學科交叉融合，組建國際一流水平的套用型加速器協同創新團隊。在國家和地方的資助下，建立了多個加速器及套用相關實驗平台：

1.在基金委重點項目支持下，開發了面向套用加速器創新設計的虛擬樣機設計平台，實現了加速器複雜結構設計的低風險、低成本。

2.在國防基礎科研項目資助下，建立了10MeV淺谷型內離子源回旋加速器研究平台，主磁鐵磁場精度達到國際先進水平。

3.在國家專項支持下，開展了緊湊型自由電子雷射太赫茲源研究。目前已完成關鍵部件工程試驗裝置研究，即將開展原型樣機研製工作。

4.在科技部專項支持下，建立了大功率高頻負離子源激勵器樣機平台；目前已圓滿完成一期工程，通過驗收並被評為優秀。目前正在積極準備下一期工程。

5.在企業支持下，建立了高效高壓電子加速器實驗平台，研製成功永磁散束系統，顛覆傳統掃描技術，減少了鈦窗擊穿的風險，提高了電子束擴散精度。

6.建立具有多台精密機械加工設備的機械工程實驗平台，服務加速器工程建設。

7.聯合化學院，建立輻射化學實驗平台，圍繞電子束套用，開展多種材料的開發與套用研究。

研究方向

1.基於超導回旋加速器的質子治療裝備研發。質子治療是質子的布拉格峰特性，對腫瘤病灶實現定點爆破，克服常規放療副作用大的缺點，是目前最有效的無創、精準治療癌症手段。我校提出的基於超導回旋加速器的質子放療裝備方案，獲得科技部十三五重點研發計畫項目支持，國撥1.96億，企業配套4億。

2.緊湊型自由電子雷射太赫茲源研究。太赫茲技術是目前極為活躍並發展迅速的前沿研究，在材料科學、生物醫學、國家安全與反恐、通信等方面具有廣闊的套用前景。基於自由電子雷射的太赫茲源具有高平均功率、波長在大範圍連續可調、波束質量好、光脈衝時間結構精細等獨特優點。在國家專項支持下，開展了緊湊型自由電子雷射太赫茲源研究。目前已建成緊湊型電子直線加速器，束流能散度好於0.5%，微脈衝流強達到70A。

3.大功率高頻負離子源研究。承擔並完成了科技部國際熱核聚變實驗堆（ITER）計畫專項“ ITER高頻負離子源激勵器的關鍵技術與工程研究”，研製成功國內第一個致力於大功率RF負離子源研究的實驗平台，為自主研發大功率中性束裝置奠定了堅實的基礎。

4.醫用回旋加速器研究。核醫學是採用核技術來診斷、治療和研究疾病的一門新興學科，其中由加速器產生短壽命放射性同位素，在組織器官或系統的功能診斷上具有靈敏、簡便、安全、無損傷等優點。在國防基礎科研項目資助下，建立了10MeV淺谷型內離子源回旋加速器主磁鐵，磁場精度達到國際先進水平。

5.電子輻照加速器及套用研究。利用電子束與物質的作用，開展輻射加工技術研究，在新型材料、醫療及設備、農業品種改良、食品加工、環境治理等領域提供新技術、新方法。已經建立了高效節能的高壓型電子加速器實驗平台。研製成功一種自主創新的永磁散束系統，顛覆傳統掃描技術，消除了掃描系統的“尾掃”現象等。

師資隊伍

陳曲珊、曹磊、陳德智、樊明武、樊寬軍、胡桐寧、黃江、劉開鋒、李冬、秦斌、譚萍、熊永前、楊軍、趙龍、齊偉