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又一国家重大科技基础设施建设进入冲刺阶段,光源,成像,电子束

3月27日，国(guo)家重大(da)科(ke)技(ji)基础(chu)设施高能同步(bu)辐射光源（HEPS）正式宣布启动(dong)带光联调，标志着该装置建设进入冲刺阶段。

高能同步(bu)辐射光源是设计亮度世界最高的第四代同步(bu)辐射光源，也是我国(guo)第一台高能量同步(bu)辐射光源。截止到2025年1月，经过多(duo)轮束(shu)流调试，高能同步(bu)辐射光源储存环(huan)束(shu)流流强达到了40毫安以(yi)上，发(fa)射度降低到93皮米弧度。电子(zi)束(shu)流的发(fa)射度是描述(shu)电子(zi)束(shu)质量和特性(xing)的重要参数(shu)之一，发(fa)射度越小(xiao)，说明电子(zi)束(shu)在(zai)横向的分散程度越小(xiao)，电子(zi)束(shu)的运动(dong)分布越接近于束(shu)流的轴向，束(shu)流的品质越好，发(fa)出的同步(bu)辐射光的亮度越高。

高能同步(bu)辐射光源工(gong)程总指挥潘卫民先容说，今年1月，高能同步(bu)辐射光源还实现(xian)了一种创新的注入引出机制，即基于增强器高能累积的置换注入。为了应对紧(jin)密的磁聚焦结构和超小(xiao)动(dong)力学孔径带来(lai)的挑战，高能同步(bu)辐射光源利用增强器作(zuo)为高能累积环(huan)，将储存环(huan)中待替换的束(shu)团引出并回注到增强器中，与(yu)低电荷量电子(zi)束(shu)融合，累积成高电荷量束(shu)团，经进一步(bu)加速，再注入至储存环(huan)，实现(xian)在(zai)轴置换注入。这种方案(an)减小(xiao)了增强器低能阶段对单束(shu)团电荷量的需(xu)求，同时实现(xian)了引出束(shu)流的循(xun)环(huan)再利用，使得高能同步(bu)辐射光源加速器更(geng)加绿色环(huan)保。

据先容，高能同步(bu)辐射光源首期建设14条用户光束(shu)线站(zhan)和1条测试线站(zhan)，其中，硬X射线成像线站(zhan)HXI是高能同步(bu)辐射光源的特色线站(zhan)之一，可提(ti)供(gong)高空间(jian)相干的高能X射线。2024年10月12日，高能同步(bu)辐射光源储存环(huan)W73扭摆器发(fa)射的高能同步(bu)光经350米光束(shu)线调制抵(di)达HXI实验站(zhan)。经过紧(jin)张的带光调试，线站(zhan)团队利用钢板预制裂(lie)纹(wen)标样，结合自主研发(fa)的超高像素数(shu)、高分辨(bian)、高灵敏的面探测器，开展相衬成像对比实验。实验结果表明，与(yu)常(chang)规光源对比，HXI线站(zhan)的光穿(chuan)透更(geng)深(shen)、分辨(bian)率(lu)更(geng)高，灵敏度显著(zhu)提(ti)高，可检出的裂(lie)纹(wen)显著(zhu)增加，成像的对比度也大(da)大(da)提(ti)高。工(gong)高能同步(bu)辐射光源程常(chang)务副总指挥董宇辉说，线站(zhan)团队自主研发(fa)的像素数(shu)世界领先的高能X射线成像探测器在(zai)衍(yan)射成像模式下，单次扫描即可并行获得几十万个样品点的衍(yan)射信号，极大(da)的提(ti)高了衍(yan)射成像数(shu)据获取效(xiao)率(lu)，同时该线站(zhan)依托高能同步(bu)辐射光源高能、低发(fa)射度的优势(shi)，创新设计插入件组(zu)，采用超长物(wu)源距，可提(ti)供(gong)能量高达300千电子(zi)伏特的高能X光，空间(jian)相干长度是国(guo)际(ji)先进水平的3.5倍。HXI线站(zhan)可实现(xian)难以(yi)兼得的强穿(chuan)透且高灵敏度、大(da)视场(chang)且高分辨(bian)X射线成像，将为航空航天工(gong)程材料(liao)研究、全脑介观3D成像等前(qian)沿领域提(ti)供(gong)强有力的科(ke)研支撑。