中文摘要：

该群体总体发展目标是以兰州重离子加速器（HIRFL）为研究平台，研究和解决在我国开展中高能核物理、重离子驱动的高能量密度物理和物质基本结构等基础研究以及重离子治癌、核能源等应用研究需求的大科学装置中的关键科学问题。本项目目标是研究高相空间密度离子束产生和制备中的物理及技术问题，重点研究强流重离子束的产生、传输、纵向压缩、聚焦和束流冷却。在创新研究群体基金第一期工作基础上，重点研究两个方向一是强流离子束的产生和加速；二是强流重离子束的纵向压缩和束流冷却。在强流重离子束的产生和加速方面，重点研究强流重离子高电荷态离子束的产生以及与RFQ加速器和超导直线加速器的匹配，以达到产生的束流强度最强，加速过程中束流损失最低；在重离子束的纵向压缩和束流冷却方面，期望完成纵向压缩腔的研制和激光冷却系统的搭建，在HIRFL-CSR上能够开展束流测试研究，实现冷却储存环内束流纵向压缩和激光冷却，这将为我国重离子束驱动的高能量密度物理、高离化态原子物理、强流重离子束动力学等研究开辟前所未有的实验条件。

结论摘要：

该群体发展目标是以兰州重离子加速器（HIRFL）为研究平台，研究和解决在我国开展中高能核物理、重离子驱动的高能量密度物理和物质基本结构等基础研究以及重离子治癌、核能源等应用研究需求的离子加速器大科学装置中的关键科学问题。本项目目标是重点研究强流重离子束的产生、加速和束流冷却。在创新群体基金资助下，完成了计划任务书的研究内容，实现了所提出的科学目标，在强流离子束的产生、加速、束流冷却等方面取得了一些探索性、创新性和突破性的进展，例如 通过研究24 GHz微波高效率匹配和与ECR等离子体耦合，利用SECRAL超导ECR离子源实验产生了一批高电荷态束流强度世界新纪录；利用ADS 质子直线加速器样机2.1MeV RFQ加速器开展强流质子束加速实验研究，这是自美国ANL实验室LEDA RFQ后近15年来国际上首次达到RFQ连续波质子束10 mA稳定加速，这也是目前国际上稳定运行的连续波质子束流功率最高的RFQ加速器；利用该超导直线加速器平台进行了HWR超导腔单腔和六腔加速连续波质子束实验研究，在国际上首次实现超导直线加速器能量高于5MeV、流强高于2mA连续波质子束加速；研制成功世界上首台高流强、无任何垫补线圈的等时性重离子回旋加速器，并以该回旋加速器作为注入器设计建造成功我国首台重离子加速器肿瘤治疗示范装置；在HIRFL-CSRe实验环上进行了随机冷却实验调试，成功地实现了对12C6+(380MeV/u)束流的纵向和横向冷却。所有这些研究成果和进展为基于离子加速器大科学装置的前沿基础科学研究和基于国家需求的重大应用提供了前所未有的实验条件、创造了新的机遇，并为下一代先进强流高功率离子加速器大科学装置发展奠定了基础。 以该创新群体为核心团队，承担国内首台重离子加速器肿瘤治疗示范装置设计和制造（项目经费约5.5亿），并向国家发改委提出了两项“十二五”重大科技基础设施“CIADS—加速器驱动的嬗变研究装置”和“HIAF—强流重离子加速器装置”，两项建议书已被发改委批复，即将进入可行性研究，工程概算分别约18亿元和15亿元。该创新群体实施期间，曾获得国家科技进步二等奖一项，群体一名核心成员被增选为工程院院士，一名核心成员获2015年度基金委杰出青年基金，三年培养博士20多名，举办4次国际研讨会，大型国际会议特邀报告12个，发表SCI论文约15篇。