3月27日,国家重大科技基础设施高能同步辐射光源(HEPS)正式宣布启动(dong)带(dai)光联调,标志着该装置建(jian)设进(jin)入冲刺阶段。
高能同步辐射光源是设计(ji)亮度世界最高的第四代同步辐射光源,也是我国第一台高能量同步辐射光源。截止到2025年1月,经过(guo)多(duo)轮束流调试,高能同步辐射光源储存环束流流强(qiang)达到了40毫(hao)安以上,发射度降(jiang)低到93皮米弧度。电子(zi)束流的发射度是描述电子(zi)束质量和特性的重要参数之一,发射度越小,说明电子(zi)束在横向的分散程度越小,电子(zi)束的运动(dong)分布越接近于束流的轴向,束流的品质越好(hao),发出(chu)的同步辐射光的亮度越高。
高能同步辐射光源工程总(zong)指挥(hui)潘(pan)卫民先容说,今年1月,高能同步辐射光源还实现了一种创新的注入引出(chu)机制,即基于增(zeng)强(qiang)器高能累积的置换注入。为(wei)了应对紧密(mi)的磁聚焦结构(gou)和超小动(dong)力学孔径带(dai)来的挑战,高能同步辐射光源利用增(zeng)强(qiang)器作为(wei)高能累积环,将储存环中待替换的束团引出(chu)并回注到增(zeng)强(qiang)器中,与低电荷量电子(zi)束融合(he),累积成(cheng)高电荷量束团,经进(jin)一步加速,再注入至(zhi)储存环,实现在轴置换注入。这(zhe)种方案减小了增(zeng)强(qiang)器低能阶段对单束团电荷量的需求,同时实现了引出(chu)束流的循环再利用,使得(de)高能同步辐射光源加速器更加绿色环保。
据(ju)先容,高能同步辐射光源首期建(jian)设14条用户光束线站和1条测试线站,其(qi)中,硬X射线成(cheng)像(xiang)线站HXI是高能同步辐射光源的特色线站之一,可提供高空间相干的高能X射线。2024年10月12日,高能同步辐射光源储存环W73扭摆器发射的高能同步光经350米光束线调制抵达HXI实验(yan)站。经过(guo)紧张的带(dai)光调试,线站团队利用钢板预制裂纹标样,结合(he)自主研发的超高像(xiang)素数、高分辨、高灵敏的面探测器,开展相衬成(cheng)像(xiang)对比(bi)实验(yan)。实验(yan)结果表(biao)明,与常规光源对比(bi),HXI线站的光穿(chuan)透更深、分辨率(lu)更高,灵敏度显著提高,可检出(chu)的裂纹显著增(zeng)加,成(cheng)像(xiang)的对比(bi)度也大大提高。工高能同步辐射光源程常务副总(zong)指挥(hui)董宇(yu)辉说,线站团队自主研发的像(xiang)素数世界领(ling)先的高能X射线成(cheng)像(xiang)探测器在衍射成(cheng)像(xiang)模式下(xia),单次扫描即可并行获得(de)几十万个样品点的衍射信号,极大的提高了衍射成(cheng)像(xiang)数据(ju)获取(qu)效率(lu),同时该线站依托高能同步辐射光源高能、低发射度的优(you)势,创新设计(ji)插入件组,采用超长(chang)物源距,可提供能量高达300千电子(zi)伏特的高能X光,空间相干长(chang)度是国际先进(jin)水平的3.5倍。HXI线站可实现难(nan)以兼得(de)的强(qiang)穿(chuan)透且高灵敏度、大视场且高分辨X射线成(cheng)像(xiang),将为(wei)航空航天工程材料研究、全脑介观3D成(cheng)像(xiang)等前沿领(ling)域提供强(qiang)有力的科研支撑(cheng)。
同时,首期多(duo)条光束线站启动(dong)带(dai)光调试,开展特色样品实验(yan),储存环电子(zi)束流品质的优(you)化,使得(de)光束线站实验(yan)质量进(jin)一步提升(sheng),工高能同步辐射光源程正式进(jin)入带(dai)光联调阶段。
高能同步辐射光源是我国“十三五”期间优(you)先建(jian)设的国家重大科技基础设施之一,是国家发展改革委批复立项,中国科学院、北京(jing)市共建(jian)怀柔(rou)科学城的核心装置,由(you)中国科学院高能物理研究所承(cheng)担建(jian)设,于2019年6月启动(dong)建(jian)设,建(jian)设周期6.5年。目前,高能同步辐射光源已完成(cheng)了加速器和第一批光束线站的建(jian)设,并开展了多(duo)轮束流调试和带(dai)光调试。