HEPS是我國“十三五”期間優(yōu)先建設(shè)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一,是中國科學(xué)院、北京市共建懷柔科學(xué)城的核心裝置,由中國科學(xué)院高能物理研究所承擔(dān)建設(shè),于2019年6月啟動建設(shè),建設(shè)周期6.5年。目前,HEPS直線加速器、增強(qiáng)器已滿能量出束,儲存環(huán)正在束流調(diào)試,光束線站正在加緊設(shè)備安裝。建成后,HEPS可發(fā)射比太陽亮度高1萬億倍的光,將是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一,也將是中國第一臺高能量同步輻射光源,使中國繼歐、美之后躋身為世界三大第四代高能同步輻射光源所在地之一,將與我國現(xiàn)有的光源形成能區(qū)互補(bǔ),面向航空航天、能源環(huán)境、生命醫(yī)藥等領(lǐng)域用戶開放。
HEPS的核心是一臺具有極低發(fā)射度的全新儲存環(huán)加速器,物理設(shè)計極具挑戰(zhàn)性。HEPS加速器設(shè)計團(tuán)隊創(chuàng)新性地融合了包含縱向梯度二極鐵和反向彎轉(zhuǎn)二極鐵的新型單元節(jié)等多項創(chuàng)新設(shè)計,完成了國際已建及在建同類光源中自然發(fā)射度指標(biāo)最高的儲存環(huán)設(shè)計方案。同時,HEPS還首次提出并采用了基于增強(qiáng)器高能累積的置換注入方案,為高電荷量束團(tuán)置換注入開辟了新路徑。
HEPS工程總指揮潘衛(wèi)民研究員說,“儲存環(huán)的控制信號超過10萬路,任何一個微小的硬件錯誤,都會影響電子束的軌跡。另外,HEPS與眾不同,它有注入和引出兩塊切割磁鐵,垂直物理孔徑僅兩三個毫米,對調(diào)束來說,這無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)。”
經(jīng)過5年的建設(shè),7月23日,HEPS儲存環(huán)正式開機(jī)調(diào)束,僅三個小時即實現(xiàn)單束團(tuán)電子束的高能輸運線傳輸及儲存環(huán)首次在軸注入,隨后成功實現(xiàn)單束團(tuán)電子束繞儲存環(huán)首次循環(huán)貫通。
開機(jī)以來,HEPS加速器部副主任焦毅研究員帶領(lǐng)平均年齡僅34歲的調(diào)束團(tuán)隊,每天24小時不間斷地進(jìn)行調(diào)束。
8月6日凌晨,HEPS儲存環(huán)首次成功實現(xiàn)單束團(tuán)束流存儲。8月18日,儲存環(huán)成功存儲35個束團(tuán),流強(qiáng)達(dá)到12毫安。
HEPS科學(xué)技術(shù)委員會主任、儲存環(huán)調(diào)束總顧問陳森玉院士參加調(diào)束后表示:“儲存環(huán)僅有毫米級的動力學(xué)孔徑,加上注入引出區(qū)存在兩個垂直方向±2.5毫米的物理孔徑限制,其調(diào)束任務(wù)異常艱巨。調(diào)束團(tuán)隊在短時間就取得了很好的調(diào)束成果,可以說幾乎沒有走一點彎路,表現(xiàn)出色。”