中科院近代物理研究所自主创新项目：320kV高电荷态离子综合研究平台于2005年建成，2006年投入科学研究实验。是目前世界上唯一建成的能够提供(10-320)q keV宽能量范围高电荷态离子束的研究平台。平台能产生低能强流高电荷态离子束，主要应用于等离子体物理、原子物理、表面物理、材料辐照与改性、X射线及可见光、核天体物理等多领域的研究。
320 kV高电荷态离子综合研究平台是利用全永磁电子回旋共振离子源（ECR离子源）产生实验需求的离子束，ECR离子源安置在320kV高压平台上。在高压平台上，离子源引出的高电荷态重离子束流，首先经过发射度限制和电荷态分析，然后通过静电高压加速，使离子束达到实验要求的能量，一定能量的离子束进入束流传输线，在束流传输线上，利用磁元件对束流进行周期性的聚焦，然后通过二级铁偏转，把束流配送到不同的实验终端。束流线整体设计原理图如图3和图4所示。
图3 320KV高压平台束流线整体设计示意图
图4 320KV高压平台离子传输束流光学设计图
在这个平台上，产生离子束的装置是近物所自主研发的一台目前世界上体积最大、磁场最强、性能最好全永磁ECR离子源LAPECR2（如图5所示），离子源整体是由1412块永磁体粘接而成的，7个磁环之间的磁力均在10吨以上，其注入磁场可达2.2T，电子枪内壁径向磁场维1.21T。全永磁ECR离子源的研制获得了以ECR离子源之父--法国瑞查得杰勒教授命名的首届"Richard Geller"国际奖。
图5 LAPECR2全永磁离子源
LAPECR2能产生全部气体元素、非金属盒部分金属元素的高、中、低电荷态离子束，采用了多电极引出、注入负偏压等多项提升离子产额的新技术，实际运行指标是目前同类装置的最好水平。目前，这台离子源已成功调试了H、Xe、Eu、Bi、Fe、Si等20余种元素的130多种电荷态离子束，安全运行已超过4万小时。代表性束流：Ar8+=460eµA Eu33+=5eµA C5+=190eµABi33+=12eµA Xe30+=9eµA
图6 优化Xe30+的电荷态谱图
320kV高电荷态离子综合实验平台的成功研制，大大增强了我国在低能高电荷态离子与物质相互作用方面的综合研究能力，其主要以相关领域的科学实验为主，坚持对外开放、所内外结合及国际合作的原则，充分发挥平台的低能强流高电荷态的优势，广泛地为极端条件下原子分子物理、表面物理和材料科学等研究服务，是当前国际上综合性能最好的高电荷态离子研究平台。
该平台每年运行供束5000小时左右，提供离子种类400多个。目前为法国、德国、日本、俄罗斯科研中心、ITER等国际合作项目以及国内科研院校40多家用户承担的973、863、国家基金重点项目等176项实验提供束流约3.6万小时，在离子纳米刻蚀效应、离子辐照调控材料性能、原子分子碰撞动力学等研究方面取得了重要成果。共发表SCI论文74篇，ISTP10 篇，国内核心期刊25篇，获得授权发明专利1项。该装置可独立应用于科学实验研究，也可应用于大型加速器系统和与离子注入相关的工业平台，具有广泛的应用前景。
