來源:人民日報客戶端
2025-03-27 14:13:03
原標題:又一國家重大科技基礎設施建設進入沖刺階段
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3月27日,國家重大科技基礎設施高能同步輻射光源(HEPS)正式宣布啟動帶光聯調,標志著該裝置建設進入沖刺階段。
高能同步輻射光源全景(航拍圖)
高能同步輻射光源是設計亮度世界最高的第四代同步輻射光源,也是我國第一臺高能量同步輻射光源。截止到2025年1月,經過多輪束流調試,高能同步輻射光源儲存環束流流強達到了40毫安以上,發射度降低到93皮米弧度。電子束流的發射度是描述電子束質量和特性的重要參數之一,發射度越小,說明電子束在橫向的分散程度越小,電子束的運動分布越接近于束流的軸向,束流的品質越好,發出的同步輻射光的亮度越高。
高能同步輻射光源工程總指揮潘衛民介紹說,今年1月,高能同步輻射光源還實現了一種創新的注入引出機制,即基于增強器高能累積的置換注入。為了應對緊密的磁聚焦結構和超小動力學孔徑帶來的挑戰,高能同步輻射光源利用增強器作為高能累積環,將儲存環中待替換的束團引出并回注到增強器中,與低電荷量電子束融合,累積成高電荷量束團,經進一步加速,再注入至儲存環,實現在軸置換注入。這種方案減小了增強器低能階段對單束團電荷量的需求,同時實現了引出束流的循環再利用,使得高能同步輻射光源加速器更加綠色環保。
首期建設14條用戶線站和1條測試線站
據介紹,高能同步輻射光源首期建設14條用戶光束線站和1條測試線站,其中,硬X射線成像線站HXI是高能同步輻射光源的特色線站之一,可提供高空間相干的高能X射線。2024年10月12日,高能同步輻射光源儲存環W73扭擺器發射的高能同步光經350米光束線調制抵達HXI實驗站。經過緊張的帶光調試,線站團隊利用鋼板預制裂紋標樣,結合自主研發的超高像素數、高分辨、高靈敏的面探測器,開展相襯成像對比實驗。實驗結果表明,與常規光源對比,HXI線站的光穿透更深、分辨率更高,靈敏度顯著提高,可檢出的裂紋顯著增加,成像的對比度也大大提高。工高能同步輻射光源程常務副總指揮董宇輝說,線站團隊自主研發的像素數世界領先的高能X射線成像探測器在衍射成像模式下,單次掃描即可并行獲得幾十萬個樣品點的衍射信號,極大的提高了衍射成像數據獲取效率,同時該線站依托高能同步輻射光源高能、低發射度的優勢,創新設計插入件組,采用超長物源距,可提供能量高達300千電子伏特的高能X光,空間相干長度是國際先進水平的3.5倍。HXI線站可實現難以兼得的強穿透且高靈敏度、大視場且高分辨X射線成像,將為航空航天工程材料研究、全腦介觀3D成像等前沿領域提供強有力的科研支撐。
2024年10月12日,HEPS儲存環W73扭擺器發射的高能同步光經350米光束線調制抵達HXI實驗站。
同時,首期多條光束線站啟動帶光調試,開展特色樣品實驗,儲存環電子束流品質的優化,使得光束線站實驗質量進一步提升,工高能同步輻射光源程正式進入帶光聯調階段。
高能同步輻射光源是我國“十三五”期間優先建設的國家重大科技基礎設施之一,是國家發展改革委批復立項,中國科學院、北京市共建懷柔科學城的核心裝置,由中國科學院高能物理研究所承擔建設,于2019年6月啟動建設,建設周期6.5年。目前,高能同步輻射光源已完成了加速器和第一批光束線站的建設,并開展了多輪束流調試和帶光調試。
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