速度接近光速的電子束，從增強器的出口射出，并在1776塊磁鐵的“指揮”下，沿著周長約1360米的儲存環(huán)“跑道”飛奔。一束、兩束、三束，一圈、兩圈、三圈……越來越多的電子束有序加入奔跑的隊伍。8月19日，記者從中國科學(xué)院高能物理研究所獲悉，經(jīng)過數(shù)周調(diào)試，位于懷柔科學(xué)城的高能同步輻射光源（HEPS）儲存環(huán)流強超過10毫安，標(biāo)志著高能同步輻射光源加速器建設(shè)成功，進(jìn)入了調(diào)束快行道。

HEPS是我國乃至亞洲首臺第四代同步輻射光源，也是全球首批10皮米弧度量級自然發(fā)射度的光源之一，建成后，它將發(fā)射比太陽亮度高1萬億倍的光，照亮微觀世界。而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，建設(shè)一臺具有超低發(fā)射度的全新儲存環(huán)加速器是工程的核心工作。

HEPS的外觀像一柄“放大鏡”，儲存環(huán)則是其“鏡框”部分。今年7月，儲存環(huán)完成全部設(shè)備研制和安裝，隨后啟動并完成了多系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。1776塊磁鐵、2500余臺電源、578個電子束流位置探測器……高能同步輻射光源工程總指揮、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員潘衛(wèi)民細(xì)數(shù)每一個節(jié)點，要讓高能電子在1360米的真空室中穩(wěn)定奔跑，相關(guān)的控制信號超過10萬路。“任何一個微小的硬件錯誤，比如一個硬阻攔或設(shè)備安裝錯位，都會影響電子束的軌跡?！?/span>

“即使所有磁鐵前期準(zhǔn)直到位，在軌道校正前，仍然無法實現(xiàn)穩(wěn)定閉軌。同時，體量如此龐大的裝置在建設(shè)安裝過程中，管道內(nèi)任何一個硬阻攔，都會阻礙電子束的前進(jìn)?！备吣芡捷椛涔庠醇铀倨鞑扛敝魅谓挂阏f，在調(diào)束啟動前，物理調(diào)束團隊與各硬件系統(tǒng)交叉協(xié)作，完成了加速器聯(lián)調(diào)，為調(diào)束做了充足準(zhǔn)備。

7月23日，儲存環(huán)正式開機調(diào)束。第一束高能電子“偵察兵”率先出發(fā)，踏上了巨大的環(huán)形“跑道”。焦毅和同事緊盯屏幕上跳動的數(shù)據(jù)，密切關(guān)注電子向前傳輸?shù)木嚯x。別看儲存環(huán)的周長以千米為單位計算，高能電子的“跑道”直徑僅相當(dāng)于大拇指粗細(xì)，最狹窄處兩臺切割磁鐵的垂直物理孔徑僅兩三毫米，細(xì)如發(fā)絲的電子束需要準(zhǔn)確“穿針”而過?！拔覀兊哪繕?biāo)，就是讓高能電子在跑動過程中盡可能聚焦，減少‘碰壁’損失，實現(xiàn)更高的流強?！?/span>

出乎所有人的預(yù)料，原本預(yù)期持續(xù)1周的工作，調(diào)束團隊僅用了不到1天，就實現(xiàn)了單束團電子束繞儲存環(huán)的首次循環(huán)貫通。“可能是越努力的人運氣就越好一點吧。我們沒有遇到任何大的硬阻攔，磁鐵的準(zhǔn)直工作也做得非常好！”隨著束流穩(wěn)步前進(jìn)，中央控制室內(nèi)掌聲此起彼伏。當(dāng)“偵察兵”成功跑完一整圈，焦毅和同事們都激動不已。

對于這個過程，中國工程院院士、高能同步輻射光源科學(xué)技術(shù)委員會主任、儲存環(huán)調(diào)束總顧問陳森玉用“零‘故事’”來概括?！霸O(shè)備太多，查起來太難，哪怕是再細(xì)心的人也會出錯。全世界范圍內(nèi)的加速器，還沒有哪一臺敢說自己沒有‘故事’的，但我們可以很自豪地說，HEPS儲存環(huán)沒有?！?/span>

當(dāng)然，首圈循環(huán)貫通的成功只是一個開始，接近光速的高能電子，每秒能在儲存環(huán)內(nèi)跑上近20萬圈，每一圈都是一次新的、高難度的“穿針引線”。“過程中電子難免會跑偏，我們要通過磁場溫柔地調(diào)節(jié)它的軌跡，如果一次用力過大，電子可能會被踢開，最后丟掉。”最近一個月，焦毅和同事都是連軸轉(zhuǎn)?！爸虚g其實也經(jīng)歷了一些反復(fù)，有時候一天下來，嘗試了各種手段，束流就是不向前走，好在最終都克服了。”

7月29日，單束團電子束循環(huán)超過10圈；8月6日，實現(xiàn)單束團電子束存儲，流強約60微安，壽命超過1分鐘；8月18日，成功存儲35個束團，流強達(dá)到12毫安……“調(diào)束團隊在很短的時間內(nèi)，就取得了很好的成果，可以說幾乎沒有走一點彎路?！标惿窀锌?。

“剛剛翻過了一座山，后面還有更多山峰等待著我們攀登，可以說每天都有新的問題要解決。”在短暫的興奮后，焦毅和團隊將繼續(xù)投身調(diào)束工作。目前電子束流可以在儲存環(huán)內(nèi)穩(wěn)定存在100秒以上，即高能電子在環(huán)內(nèi)可以穩(wěn)定跑上幾千萬圈。要為用戶提供穩(wěn)定、可靠的同步輻射光，在接下來的幾個月中，調(diào)束團隊還將提升和優(yōu)化電子束流流強、壽命等參數(shù)，力爭盡早為光束線站供光。

記者：劉蘇雅

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