原标题：紧凑型加速器产生百亿电子伏能量

科技日报北京11月30日电 （记者张佳欣）粒子加速器在半导体应用、医学成像与治疗以及材料、能源和医学研究方面具有巨大的潜力。但传统加速器需要很大的运行空间，非常昂贵，只有少数国家实验室和大学才有。据最新一期《极端条件下的物质与辐射》杂志报道，包括美国得克萨斯大学奥斯汀分校在内的研究团队展示了一种长度不到20米的紧凑型粒子加速器，名为先进激光尾流场加速器，它可产生能量为100亿电子伏的电子束。

目前在美国只有两个加速器可达到如此高的电子能量，但长度都达到3公里。现在，研究人员可在10厘米内的腔室中达到这么高的能量。

激光尾流场加速器的原理是，用极强的激光射击氦气，将其加热成等离子体并产生波，将电子从气体中击出，形成高能电子束。这一概念自1979年被提出以来，一直广受关注。

此次，研究团队的关键进展依赖于纳米颗粒。辅助激光击中气室内的金属板，金属板注入一股金属纳米粒子流，增强了从波传递到电子的能量。

激光就像一艘掠过湖面的小船，会留下尾迹，电子像尾波冲浪者一样驾驭着这股等离子波。研究人员比喻说，冲浪者很难在不受控的情况下进浪，所以一般情况下摩托艇会拖着冲浪者进浪。在新型加速器中，纳米粒子相当于摩托艇，它们在正确的点和正确的时间释放电子，所以它们都能在尾波中“冲浪”。

在实验中，研究人员使用了世界上最强大的脉冲激光器之一——得州拍瓦级激光器，每小时发射一次超强脉冲光，但持续时间仅为150飞秒。

目前，研究团队正在探索将他们的加速器用于多种目的，如测试太空电子设备抵御辐射的能力、拍摄芯片设计的3D内部结构，甚至开发新的癌症疗法和先进的医学成像技术。

这种加速器还可用来驱动X射线自由电子激光器，这种设备可拍摄原子或分子尺度的慢动作电影，如药物与细胞的相互作用、电池内部导致起火的变化、太阳能电池板内部的化学反应，以及病毒蛋白质在感染细胞时的形状改变。

(责编：杨曦、陈键)

　　核心阅读

　　桑干河是永定河的重要源头。近年来，地处桑干河源头的山西朔州市采取多种措施，清理河道、治理荒山沙地、进行生态补水，守护好京津冀的水源涵养地。

　　

　　从山西省朔州市朔城区向东出发，驱车30多分钟，便到了神头镇马邑村。村东南一公里的湿地深处，两条水量不大却湍急的河流在此交汇，交汇之后就是桑干河。桑干河一路蜿蜒流向东北，在河北与洋河交汇为永定河。

　　源头治理，水质向好两岸变绿

　　朔州市与忻州市之交的管涔山，向南流出汾河；向北流出恢河，即桑干河源头。

　　恢河在朔城区沙河村向北潜入砂砾石层，成为暗河潜流5公里后，从几处巨大的泉眼里汩汩翻涌而出。如今，看着 “恢河伏流、十里钻沙”的美景，很难想象这里曾经是垃圾遍地的水沟。

　　2005年，朔城区政府制定综合性河道治理规划，投入16亿元资金，划分七期工程对恢河进行源头治理，统筹治山、治水和治林，实施大规模的污泥清运、土方回填、农村生活污水治理等工作，再按照设计标准修建防护堤岸。同步进行造林绿化后，河道两岸环境不断改善。

　　恢河一路奔向东北，在神头镇遇到神头泉后，水面宽阔起来，100多个泉点组成的神头泉群泉水喷涌，水质可达地表水Ⅰ类标准。即便在冬季，也能见到野鸭、鸳鸯等在湖面上嬉戏。

　　神头镇党委书记刘进强介绍，为保证神头泉的优良水质，区、镇政府关停了附近排污严重的化工厂、石料厂等。

　　2022年以来，朔州持续开展桑干河清河行动。截至目前，共计清理淤泥、垃圾522万立方米，拆除清理煤场、采石场等175处，排查整治入河排污口163个。

　　治荒固沙，绿色屏障守护河水长流

　　出朔城区向西，绵延不绝的林海连接着城区与西山，足足有几百平方公里。起伏的林海中间，点缀着几座如翡翠般的人工湖。

　　朔城区西山生态建设事务中心主任裴晔是老林业人，种了一辈子树。裴晔回忆，上世纪八九十年代的朔州，空气里常有一股呛人的沙土味儿。风沙来袭时，漫天都是黄色。

　　西山地处桑干河上游，气候干旱，水土流失严重。朔城区多年来持续推进造林绿化，2002年，朔城西山生态环境综合治理工程正式动工。因地制宜，一边封山育林，加快自然恢复；一边实施退耕还林，并采取种植一行乔灌木、搭配六行苜蓿的模式。

　　为了提高树木存活率，当地将水源通过水泵提级引到山上，建起多个水库，春天有了种树用水，秋冬有了防火水源。经过多年努力，2016年，西山生态环境综合治理九期工程全部完成，50万亩森林种进了桑干河流域。“西山的林草覆盖率已达80%以上，现在即便刮起风来，也不会再有漫天风沙了。”裴晔说。

　　近年来，朔州市加快推进国土绿化行动，打造了平鲁区太平山卧龙山30万亩樟子松基地、山阴县西山40万亩防护林带等大面积防护林带，大大改善了区域生态环境。

　　此外，朔州市积极提升森林碳汇能力，科学制定林业生态系统碳汇行动方案，着力构筑绿色生态空间结构。截至2022年底，全市森林面积达326.975万亩，草原综合植被盖度达59.09%。

　　生态补水，让黄河水滋润京津冀

　　离着上百米，就听见水流咆哮的声音。朔州市平鲁区白堂乡的中沟湾河边上，万家寨引黄工程北干线1号隧洞口，黄河水奔涌而出。

　　“现在的流量是每秒12立方米。”万家寨引黄水务集团有限公司朔州分公司副总经理李继平介绍。2017年，七里河引黄北干1号洞出口至刘家口段河道应急疏浚整治工程正式实施。当年，滔滔黄河水通过万家寨引黄工程北干线1号隧洞，经过太平窑水库，流入桑干河，最终为永定河进行补水。

　　太平窑水库位于恢河下游，由于常年缺少清水流量，上游洪水带来大量垃圾和泥沙，时间久了便会在水库产生淤积。2022年起，朔州市对太平窑水库开展综合治理。通过水库清淤、建设堤坝护坡等措施，太平窑水库的调节蓄洪能力不断增强，如今每年还能灌溉15万亩农田。

　　截至2023年底，朔州市桑干河清河行动完成浚河132.5公里，沿河两岸植树23.18万株。在统筹修复保护河流、湖泊、湿地等生态系统后，朔州市桑干河出境水质达到地表水Ⅳ类标准。2023年，桑干河累计向永定河生态补水21677万立方米。

　　一泓清水，两岸青绿，桑干河一路奔流向前，生态保护与修复的故事仍在延续。

　　《 人民日报 》（ 2024年01月18日 14 版）

(责编：白宇、卫嘉)