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3月27日,国(guo)家重大科技基础设施高能同步辐(fu)射(she)光源(HEPS)正(zheng)式(shi)宣布启动带光联(lian)调,标志(zhi)着该装(zhuang)置建设进入冲刺阶段。
高能同步辐(fu)射(she)光源全景(航拍图)
高能同步辐(fu)射(she)光源是设计亮度世界(jie)最高的(de)第四代同步辐(fu)射(she)光源,也是我国(guo)第一台高能量(liang)同步辐(fu)射(she)光源。截止到2025年1月,经过(guo)多轮束(shu)流调试,高能同步辐(fu)射(she)光源储存环束(shu)流流强达到了40毫安以上,发射(she)度降低到93皮米弧(hu)度。电子束(shu)流的(de)发射(she)度是描述电子束(shu)质(zhi)量(liang)和(he)特性(xing)的(de)重要参数之一,发射(she)度越小,说明(ming)电子束(shu)在横向的(de)分散程(cheng)度越小,电子束(shu)的(de)运动分布越接近(jin)于束(shu)流的(de)轴向,束(shu)流的(de)品质(zhi)越好,发出的(de)同步辐(fu)射(she)光的(de)亮度越高。
高能同步辐(fu)射(she)光源工程(cheng)总指挥潘卫民先容说,今(jin)年1月,高能同步辐(fu)射(she)光源还实现了一种创新的(de)注入引出机制,即基于增强器高能累积的(de)置换(huan)注入。为了应(ying)对紧密的(de)磁聚焦结构和(he)超小动力学孔径(jing)带来的(de)挑战,高能同步辐(fu)射(she)光源利用增强器作为高能累积环,将储存环中待(dai)替换(huan)的(de)束(shu)团引出并回注到增强器中,与低电荷量(liang)电子束(shu)融(rong)合(he),累积成高电荷量(liang)束(shu)团,经进一步加速,再注入至储存环,实现在轴置换(huan)注入。这种方案减(jian)小了增强器低能阶段对单(dan)束(shu)团电荷量(liang)的(de)需求,同时实现了引出束(shu)流的(de)循环再利用,使得高能同步辐(fu)射(she)光源加速器更加绿色环保。
首期建设14条用户线站和(he)1条测试线站
据先容,高能同步辐(fu)射(she)光源首期建设14条用户光束(shu)线站和(he)1条测试线站,其中,硬X射(she)线成像(xiang)线站HXI是高能同步辐(fu)射(she)光源的(de)特色线站之一,可(ke)提供高空间相干的(de)高能X射(she)线。2024年10月12日,高能同步辐(fu)射(she)光源储存环W73扭摆器发射(she)的(de)高能同步光经350米光束(shu)线调制抵达HXI实验站。经过(guo)紧张的(de)带光调试,线站团队利用钢板预(yu)制裂纹标样,结合(he)自主(zhu)研发的(de)超高像(xiang)素数、高分辨、高灵敏的(de)面探测器,开展相衬(chen)成像(xiang)对比实验。实验结果表明(ming),与常规光源对比,HXI线站的(de)光穿透(tou)更深、分辨率更高,灵敏度显著提高,可(ke)检出的(de)裂纹显著增加,成像(xiang)的(de)对比度也大大提高。工高能同步辐(fu)射(she)光源程(cheng)常务副总指挥董宇辉说,线站团队自主(zhu)研发的(de)像(xiang)素数世界(jie)领先的(de)高能X射(she)线成像(xiang)探测器在衍射(she)成像(xiang)模式(shi)下,单(dan)次扫描即可(ke)并行获得几十万个样品点的(de)衍射(she)信号,极大的(de)提高了衍射(she)成像(xiang)数据获取效率,同时该线站依托高能同步辐(fu)射(she)光源高能、低发射(she)度的(de)优势(shi),创新设计插入件(jian)组,采用超长物源距,可(ke)提供能量(liang)高达300千电子伏特的(de)高能X光,空间相干长度是国(guo)际先进水(shui)平(ping)的(de)3.5倍。HXI线站可(ke)实现难以兼得的(de)强穿透(tou)且(qie)高灵敏度、大视场且(qie)高分辨X射(she)线成像(xiang),将为航空航天工程(cheng)材料研究、全脑介观3D成像(xiang)等前沿领域提供强有力的(de)科研支撑。
2024年10月12日,HEPS储存环W73扭摆器发射(she)的(de)高能同步光经350米光束(shu)线调制抵达HXI实验站。
同时,首期多条光束(shu)线站启动带光调试,开展特色样品实验,储存环电子束(shu)流品质(zhi)的(de)优化,使得光束(shu)线站实验质(zhi)量(liang)进一步提升,高能同步辐(fu)射(she)光源工程(cheng)正(zheng)式(shi)进入带光联(lian)调阶段。
高能同步辐(fu)射(she)光源是我国(guo)“十三(san)五”期间优先建设的(de)国(guo)家重大科技基础设施之一,是国(guo)家发展改革委批复立项,中国(guo)科学院、北京市共建怀柔(rou)科学城的(de)核(he)心装(zhuang)置,由中国(guo)科学院高能物理研究所承担建设,于2019年6月启动建设,建设周期6.5年。目(mu)前,高能同步辐(fu)射(she)光源已完成了加速器和(he)第一批光束(shu)线站的(de)建设,并开展了多轮束(shu)流调试和(he)带光调试。