科技日?qǐng)?bào)北京3月27日電 （記者陸成寬）記者從中國(guó)科學(xué)院獲悉，國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——高能同步輻射光源（HEPS）27日正式啟動(dòng)加速器、光束線(xiàn)站帶束帶光聯(lián)合調(diào)試。這標(biāo)志著HEPS裝置建設(shè)進(jìn)入沖刺階段。
HEPS是我國(guó)首個(gè)高能量同步輻射光源，也是目前全球設(shè)計(jì)亮度最高的第四代同步輻射光源。截至2025年1月，經(jīng)過(guò)多次技術(shù)調(diào)試，HEPS儲(chǔ)存環(huán)的束流流強(qiáng)已突破40毫安，電子束流發(fā)射度成功降低至93皮米弧度。
“電子束流發(fā)射度可以衡量電子束的精細(xì)程度——數(shù)值越小，說(shuō)明電子束在橫向擴(kuò)散越少，所有電子都更緊密地沿著中心軸運(yùn)動(dòng)。”HEPS工程總指揮、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員潘衛(wèi)民說(shuō)，高品質(zhì)電子束能能產(chǎn)生更明亮的同步輻射光，就像把散開(kāi)的探照燈光束凝聚成激光。
潘衛(wèi)民介紹，今年1月，HEPS建設(shè)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了一種注入引出機(jī)制。由于設(shè)備內(nèi)部空間極為緊湊，傳統(tǒng)注入方式難以操作，他們讓儲(chǔ)存環(huán)里電荷量損耗的舊電子束團(tuán)“坐電梯”到增強(qiáng)器中，與增強(qiáng)器中的低電荷量電子束團(tuán)混合累積“充電”，形成高電荷量的電子束團(tuán)。經(jīng)過(guò)二次加速累積后，這些升級(jí)版電子束團(tuán)又被精準(zhǔn)送回儲(chǔ)存環(huán)原位，替換舊束團(tuán)。該方案既降低了對(duì)增強(qiáng)器的要求，又能讓舊電子循環(huán)再利用，使HEPS加速器更加綠色環(huán)保。
HEPS首期建設(shè)14條用戶(hù)光束線(xiàn)站和1條測(cè)試線(xiàn)站，其中，硬X射線(xiàn)成像（HXI）線(xiàn)站是HEPS的特色線(xiàn)站之一，可提供高空間相干的高能X射線(xiàn)。HXI線(xiàn)站可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)穿透、高靈敏度、大視場(chǎng)、高分辨X射線(xiàn)成像，將為航空航天工程材料研究、全腦介觀(guān)3D成像等前沿領(lǐng)域提供強(qiáng)有力的科研支撐。
據(jù)悉，HEPS是北京懷柔科學(xué)城的核心裝置，由國(guó)家發(fā)展改革委批復(fù)立項(xiàng)，中國(guó)科學(xué)院、北京市共建，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所承擔(dān)建設(shè)，于2019年6月啟動(dòng)建設(shè)，建設(shè)周期6.5年。目前，HEPS已完成加速器和第一批光束線(xiàn)站的建設(shè)，并開(kāi)展了多輪束流調(diào)試和帶光調(diào)試。