武汉大学加速器实验室（WHUAL）
（羲和聚变材料实验室· XFML）
实验室成立于1970年9月，是物理学院现存的历史最悠久的专业实验室，历经范湘军、付德君教授主持，现由郭立平教授主持。五十余年来，实验室自主研制了系列离子注入机，在功能薄膜制备与表面改性领域成果卓著。
从2008年起，郭立平教授带领团队聚焦核聚变堆材料抗辐照研究，历时十余年建成"天斧"（TIFWU）三束同时辐照装置——寓"聚变天威，斧正材料"之意， 在实验室复刻太阳般的宇宙级能量严酷环境，以三束协同的极端辐照轰击，考验聚变堆材料的抗辐照真功，斧正其成分与结构，为人造太阳事业甄选经得住高能聚变中子洗礼的坚韧之材。天斧装置整合2×1.7MV串列加速器与200kV、150kV离子注入机进行联机运行，可同步引出H、He、Li、B、C、N、O、F、Ne、P、As、Al、Si、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、Ag、Au、Er、Kr、Xe等轻离子、金属离子及惰性气体离子，模拟聚变中子对材料的氢氦协同损伤效应。
该装置属国际稀缺大型科研设施，全球同类型在运装置不足10套，仅美国、日本、欧洲及中国少数顶尖实验室拥有，是聚变堆材料辐照考验与选材的关键基础设施。除支撑聚变堆材料研究外，同时服务快堆、超临界水冷堆、熔盐堆等先进裂变堆候选材料的初步筛选与抗辐照损伤机理研究，已为40余家单位提供辐照技术服务。2022年获批国家磁约束核聚变能研究专项课题。
基于近二十年的聚变堆材料研究积淀，并依托已建成开放的聚变堆材料辐照关键装置——天斧装置，2026年经专家建议增设第二名称"羲和聚变材料实验室（XFML）”，一体双牌运行。"羲和"之名，取中国上古神话中十日之母、御日之神意象，喻实验室驾驭聚变之能、探索能源之光的科学使命。
2023年11月29日，时值武汉大学建校130年校庆暨物理学院成立130年院庆，我国著名核物理学家、中国科学院院士、北京串列加速器核物理国家实验室原主任、武汉大学杰出校友张焕乔研究员应郭立平教授邀请，为实验室题字揭牌。
武汉大学加速器实验室
（羲和聚变材料实验室 · XFML）
一、建室缘起（1970—2004）
1970年9月，武汉大学加速器实验室成立，为物理学院现存历史最悠久的专业实验室。建室之初即确立"设备、技术、应用"三位一体的发展方针。
在创始负责人范湘军教授及彭友贵教授（中国第一颗原子弹金质奖章和贡献证书获得者，自中国工程物理研究院调入）的带领下，实验室先后自主研制了30—200kV硼离子注入机、磷离子注入机和全元素离子注入机，并将法国进口的中子发生器改造为600kV离子注入机，奠定了国内离子束技术研究的早期基础。
应用上述装备，实验室开展了硅太阳电池、非晶态合金薄膜、超导薄膜、C₆₀薄膜、氮化镓薄膜、铁电薄膜、超硬薄膜等功能薄膜制备与表面改性研究，成绩斐然。
二、承前启后（2005—2007）
2005年，范湘军教授主持申报的国家自然科学基金重点项目"加速器和电镜联机及其在材料科学中的应用"（2005—2008年）获批立项，资助金额200万元。此为武汉大学物理系首次独立获得自然科学基金重点项目资助。
以此为契机，实验室接收了中国科学院物理研究所转让的2×1.7MV串列加速器和200kV离子注入机，并先后引进付德君教授、郭立平教授，组建团队开展重点项目攻关。
2005年，付德君教授接掌实验室日常工作，范湘军教授荣休。
三、聚变转型（2008—2021）
2008年，郭立平教授团队确立核聚变堆及先进反应堆材料辐照研究方向，开启三束离子辐照装置的系统建设。
2008—2010年：研制了30kV在线离子注入系统，并与透射电镜联机，实现原位辐照观察。
2010—2013年：对200kV离子注入机进行了全面改造，彻底解决了长期运行不稳定问题。
2012年：在国内率先发展超低剂量精密离子注入技术，填补了该领域实验条件空白，持续为量子信息等方向提供了关键支撑，相关技术积累为后续"天斧"三束装置的建设奠定了离子束精密调控基础。
2014—2017年：自主搭建了50kV离子注入机，完善了低能离子辐照能力。
2017年11月，郭立平教授学术专著《核材料辐照位错环》由国防工业出版社出版，系统总结团队在该领域的理论研究成果。
2017-2020年：自主研制高精度稳态汤逊气体放电仪，部分指标达到国际先进水平，应用于国家重点研发计划项目“环保型管道输电关键技术”研究，后成功应用于大功率电源的故障诊断；
2018—2020年：成功修复故障瘫痪多年的2×1.7MV串列加速器，恢复正常运行，并改进了部分性能。
2020—2021年：初步建成2×1.7MV串列加速器 + 200kV注入机 + 50kV注入机联机的三束同时辐照装置，标志着实验室聚变材料研究平台基本成型。
四、装置升级与品牌确立（2022—2026）
2022年5月，郭立平教授申请获批国家磁约束核聚变能研究专项项目课题"聚变中子氢氦协同效应的多束辐照模拟研究"，三束辐照研究进入国家聚变研究体系。
2022—2024年：团队自建150kV注入机，替代原50kV设备，将三束装置升级为2×1.7MV串列加速器 + 200kV注入机 + 150kV注入机联机配置，离子能量覆盖范围与束流品质显著提升。
2023年11月29日，时值武汉大学建校130周年暨物理学院成立130周年院庆，我国著名核物理学家、中国科学院院士、北京串列加速器核物理国家实验室原主任、武汉大学杰出校友张焕乔研究员应郭立平教授邀请，为加速器实验室题字揭牌。
2026年6月，基于近二十年的聚变材料研究积淀，依托建成并已对外开放的聚变材料专用三束辐照装置，经专家建议，武汉大学加速器实验室（WHUAL）增设第二名称"羲和聚变材料实验室（XFML）"，实行一体双牌运行。"羲和"之名，取中国神话中十日之母、御日之神意象，喻实验室驾驭聚变之能、探索能源之光的科学使命。
五、"天斧"装置（TIFWU）
武汉大学三束同时辐照装置（TIFWU），按英文缩写近似音取中文名"天斧"，寓"聚变天威，斧正材料"之意——于实验室复刻太阳般的宇宙级能量严酷环境，模拟聚变之天威，以三束协同的极端辐照轰击，考验材料抗高能中子辐照真功，斧正其成分与结构，甄选聚变候选材料，为人造太阳事业锻造经得住中子洗礼的坚韧之材。
"天斧"装置是我国聚变堆材料领域关键专用辐照设施。目前全球同类型具备聚变中子氢氦协同效应模拟能力的在运三束辐照装置不超过10套，属国际稀缺大型科研基础设施，仅美国、日本、欧洲及中国少数顶尖实验室拥有。
装置同时支撑快中子反应堆、超临界堆、熔盐堆等先进裂变堆候选材料的初步筛选与抗辐照损伤机理研究。已为国内40余家高校、科研院所及企事业单位提供单束、双束、三束辐照，以及各类功能材料离子注入技术服务。
装置可引出离子种类包括：H、He、Li、B、C、N、O、F、Ne、P、As、Al、Si、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Mo、Ag、Au、Er、Kr、Xe等，也可根据用户特殊需求引出其他离子。
六、历任负责人
1970—2004 范湘军教授 实验室创始人
2005—2010年代 付德君教授 2015年研制团簇离子注入机
2010年代至今 郭立平教授 聚变材料研究方向开创者
七、主要学术和技术成果
l “天斧”三束离子辐照装置（2022）
l 国家磁约束核聚变能研究专项课题"聚变中子氢氦协同效应的多束辐照模拟研究"（2022年获批）
l 高精度稳态汤逊气体放电仪，发表新型高压绝缘气体系列论文（2017-2020）
l 郭立平.《核材料辐照位错环》[M]. 北京：国防工业出版社，2017年11月.
l 加速器-电镜联机装置，国内第一套原位电镜（2007-2010）
l 国家自然科学基金重点项目"加速器和电镜联机及其在材料科学中的应用"（2005—2008）
l 功能薄膜制备与表面改性系列研究成果（硅太阳电池、超导薄膜、氮化镓薄膜、超硬薄膜等）（1970-2005）
l 自主研制离子注入机系列：硼/磷/全元素注入机、600kV注入机、团簇注入机、30—150kV在线注入系统等（1970-2010）
（本志截至2026年6月）
气体放电和绝缘参数测试仪
双喷减薄仪
皮秒激光器
负 责 人：郭立平教授
电子邮箱：guolp@whu.edu.cn
电 话：（027）68752481转8040
地 址：物理学院一楼附B-101加速器大厅
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