2023年3月14日，“十三五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高能同步輻射光源（HEPS）直線(xiàn)加速器滿(mǎn)能量出束，成功加速第一束電子束。這是HEPS裝置建設(shè)的又一重要里程碑，標(biāo)志著HEPS進(jìn)入科研設(shè)備安裝、調(diào)束并行階段。
HEPS直線(xiàn)加速器隧道內(nèi)
同步輻射光源是產(chǎn)生高品質(zhì)X射線(xiàn)的裝置。在醫(yī)學(xué)上，X射線(xiàn)是檢查疾病的常規(guī)手段——用X射線(xiàn)投照人體，可獲得體內(nèi)組織器官的影像。而在科研中，X射線(xiàn)更是可以幫助科研工作者“看清”物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)生成及演化機(jī)制的手段，是我們探索物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)等微觀世界流變的探針。
亮度是光源的重要指標(biāo)——更高的亮度意味著能將物質(zhì)內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)“看”得更清楚。問(wèn)題來(lái)了，高亮度的光，從哪里來(lái)？
“光從哪來(lái)？從電子來(lái)。近光速的電子在儲(chǔ)存環(huán)里會(huì)發(fā)出很亮的光。但是電子從哪產(chǎn)生？直線(xiàn)加速器端頭的電子槍是電子的源頭?，F(xiàn)在，我們產(chǎn)生了第一束電子并對(duì)它進(jìn)行第一級(jí)的加速，解決了‘有無(wú)’問(wèn)題。”HEPS工程加速器部副主任李京祎介紹說(shuō)。
高能同步輻射光源（HEPS）可以發(fā)射那束“最亮的光”，可以“生產(chǎn)”高能量的X射線(xiàn)。3月14日，高能同步輻射光源（HEPS）直線(xiàn)加速器滿(mǎn)能量出束，成功加速第一束電子束。HEPS主裝置主要包括加速器、光束線(xiàn)和實(shí)驗(yàn)站3個(gè)部分。其加速器由三臺(tái)獨(dú)立的加速器，以及連接彼此間的3條輸運(yùn)線(xiàn)組成。
李京祎：“整個(gè)光源加速器由三部分構(gòu)成：直線(xiàn)加速器、增強(qiáng)器和儲(chǔ)存環(huán)。直線(xiàn)加速器是最前端的一個(gè)加速器，我們也說(shuō)它是第一級(jí)加速器。接下來(lái)一個(gè)任務(wù)就是繼續(xù)優(yōu)化直線(xiàn)加速器的電子束，使得它的性能或說(shuō)指標(biāo)更高。”
HEPS直線(xiàn)加速器能譜靶截圖
HEPS直線(xiàn)加速器是一臺(tái)常溫直線(xiàn)加速器，長(zhǎng)約49米，由端頭的電子槍、聚束單元、加速結(jié)構(gòu)、微波功率源等設(shè)備構(gòu)成——電子槍產(chǎn)生高品質(zhì)的電子束，再由直線(xiàn)加速器將電子加速到0.5GeV的能量，增強(qiáng)器將0.5GeV的電子束加速到額定的6GeV。達(dá)到6GeV的電子束團(tuán)由增強(qiáng)器環(huán)里引出，再注入專(zhuān)門(mén)為發(fā)射同步光準(zhǔn)備的儲(chǔ)存環(huán)中。能量為6GeV的電子束流可提供300keV的高能X射線(xiàn)，將有效滿(mǎn)足國(guó)家戰(zhàn)略和工業(yè)核心創(chuàng)新能力等相關(guān)研究對(duì)高能量、高亮度的X射線(xiàn)的迫切需求，保證同步輻射光源對(duì)我國(guó)科學(xué)研究具有可持續(xù)的支撐能力。
李京祎：我們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始調(diào)試第二臺(tái)加速器，也就是增強(qiáng)器的設(shè)備，比如里面的磁鐵電源、高頻腔，還有高頻腔的功率源，還有真空設(shè)備等。我們爭(zhēng)取在今年年底或者下半年的時(shí)候，第二個(gè)加速器也能使（電子）加速達(dá)到滿(mǎn)能量的電子束。
HEPS于2019年6月29日開(kāi)工建設(shè)，計(jì)劃于2025年建成。HEPS是我國(guó)第一臺(tái)高能量同步輻射光源，也將是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，建成后將與目前世界上正在運(yùn)行的美國(guó)先進(jìn)光子源（APS）、歐洲同步輻射裝置（ESRF）、日本SPring-8、德國(guó)的PETRA-III一起，構(gòu)成世界五大高能同步輻射光源，將有效滿(mǎn)足國(guó)家戰(zhàn)略和工業(yè)核心創(chuàng)新能力等相關(guān)研究對(duì)高能量、高亮度的X射線(xiàn)的迫切需求。
引自 央視新聞 環(huán)球資訊 2023.3.14版 原地址 https://content-static.cctvnews.cctv.com/snow-book/index.html?toc_style_id=feeds_default&share_to=wechat_timeline&item_id=16268961001732623440&track_id=DD4073B8-E6B8-499F-B181-182070505CC2_700492882622
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