加速器是光源的主體，負(fù)責(zé)為光束線站提供高品質(zhì)的同步光。HEPS加速器由儲存環(huán)、增強(qiáng)器和直線加速器三臺獨立的加速器，以及連接這三臺加速器的3條輸運(yùn)線組成。HEPS整個加速器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 

　　　圖1 HEPS儲存環(huán)、增強(qiáng)器及輸運(yùn)線的布局  

　　　　【儲存環(huán)】HEPS加速器的主要部分為一個超低發(fā)射度電子儲存環(huán)，其周長為1360.4m，束流能量為6GeV，最高流強(qiáng)200mA，全環(huán)由48個改進(jìn)型混合7BA單元組成，來實現(xiàn)小于等于60pm·rad的水平自然發(fā)射度。儲存環(huán)的硬件系統(tǒng)主要包括由二極鐵、四極鐵、六極鐵、八極鐵、獨立校正鐵、以及校正線圈等組成的磁鐵系統(tǒng)和相應(yīng)的磁鐵電源系統(tǒng)，還有真空系統(tǒng)、高頻系統(tǒng)（基頻及三倍頻系統(tǒng)）、束流診斷系統(tǒng)、注入引出系統(tǒng)，插入件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，以及各種元件的支架和底座組成。  

　　　　【增強(qiáng)器】增強(qiáng)器是一個電子同步加速器，它是儲存環(huán)的滿能量注入器，采用4重對稱的FODO磁聚焦結(jié)構(gòu)，周長約454.5m，由磁鐵系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、高頻系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及束測系統(tǒng)等構(gòu)成。它將電子束流從500MeV加速到6GeV。在6GeV時，將儲存環(huán)回注來的束流與升能后的束流匯合，完成電荷量的累積，之后重新注入到儲存環(huán)中，從而實現(xiàn)儲存環(huán)運(yùn)行所需的束流流強(qiáng)。  

　　　　【直線加速器】直線加速器是增強(qiáng)器的注入器，全長約49m，采用長壽命且高穩(wěn)定性的熱陰極電子槍、技術(shù)成熟的常規(guī)聚束系統(tǒng)、S波段常溫等梯度行波加速結(jié)構(gòu)、功率源系統(tǒng)、以及微波幅度和相位控制系統(tǒng)等。輸出束流的能量為500MeV，宏脈沖重復(fù)頻率50Hz、半高全寬1.1ns、設(shè)計電荷量7nC。  

　　　　【低能輸運(yùn)線】低能輸運(yùn)線長約25m，用來連接直線加速器和增強(qiáng)器，并將在直線加速器輸出的能量為500MeV的束流輸送到增強(qiáng)器中。  

　　　　【高能輸運(yùn)線】HEPS有兩條高能輸運(yùn)線，它們結(jié)構(gòu)類似，每條長約105m。其中一條輸運(yùn)線將儲存環(huán)中的束流引出并回注到增強(qiáng)器中，和增強(qiáng)器內(nèi)完成升能的束流匯合；另一條將融合后的束流傳輸并注入到儲存環(huán)中。  

　　表1 HEPS加速器的主要設(shè)計和驗收指標(biāo) 　　

　　　　【建設(shè)難點】 　　  

　　HEPS儲存環(huán)的設(shè)計目標(biāo)是實現(xiàn)低于0.06nm×rad的水平自然發(fā)射度，因此采用了改進(jìn)型混合7BA結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)需要超高強(qiáng)度的四極磁鐵和六極磁鐵，其結(jié)果就是動力學(xué)孔徑很小以及對誤差特別敏感。而且，束流橫向尺寸的大幅減小，對束流位置穩(wěn)定性就提出了更高的要求。這些因素都大大增加了設(shè)計、建造和運(yùn)行的難度，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：  

　　　　（1）    主要磁鐵的準(zhǔn)直精度需要好于20μm以降低安裝誤差帶來的影響；需要極高的磁鐵設(shè)計和加工精度以實現(xiàn)超高強(qiáng)度和好場區(qū)的要求；要求好于10ppm的超高磁鐵電源穩(wěn)定度；  

　　　　（2）    超高強(qiáng)度的六極磁場具有很強(qiáng)的非線性效應(yīng)，使得儲存環(huán)動力學(xué)孔徑很小，難以實現(xiàn)傳統(tǒng)的離軸注入方式，因此需要研制高精度、短脈沖的在軸注入系統(tǒng)；增強(qiáng)器的高能電荷積累及回注也是本裝置的建設(shè)難點；  

　　　　（3）    由于光源點的束流橫向（特別是垂直方向）尺寸往往在1μm左右，而用戶需要光源點的位置穩(wěn)定度好于束流尺寸的10%，即要求實現(xiàn)好于0.1μm量級的軌道穩(wěn)定性，這不僅對束流位置測量系統(tǒng)和快軌道反饋系統(tǒng)提出了很高的要求，也要求對加速器隧道地基采用特殊的工藝來消除微振動對束流的影響。