高能同步輻射光源加速器建設成功 調束進入快行道
中國網/中國發展門戶網訊 (記者 王振紅)8月18日,記者從中國科學院高能物理研究所獲悉,高能同步輻射光源(HEPS)儲存環成功存儲35個束團,流強達到12毫安。這是HEPS建設的又一重要里程碑,標志著HEPS加速器進入了調束快行道。
高能同步輻射光源(HEPS)航拍圖(2024年8月拍攝)(供圖:中國科學院高能物理研究所)
HEPS工程總指揮潘衛民研究員表示,“儲存環成功實現束流存儲是一項重大進展,這表明我們前期的設備安裝、調試非常成功,也標志著HEPS光源進入了一個新的階段。” 他指出,“為了實現國際一流的加速器及光源整體性能,磁鐵、電源、真空、注入、機械、準直、高頻、束測、控制、定時、插入件等硬件指標要達到第四代光源的高標準和高要求。調束初期,儲存環就有1776塊磁鐵,2500余臺電源,578個電子束流位置探測器,1360米真空室,3個高頻腔,2臺脈沖沖擊器和切割磁鐵,控制信號超過10萬路,任何一個微小的硬件錯誤,例如一個硬阻攔或設備安裝錯位,都會影響電子束的軌跡,另外,HEPS與眾不同,它有注入和引出兩塊切割磁鐵,垂直物理孔徑僅兩三個毫米,對調束來說,這無疑是一個巨大的挑戰。”
HEPS科學技術委員會主任、儲存環調束總顧問陳森玉院士參加調束后表示,“HEPS儲存環僅有毫米級的動力學孔徑,加上注入引出區存在兩個垂直方向±2.5毫米的物理孔徑限制,其調束任務是異常艱巨的。HEPS調束團隊在很短的時間內就取得了很好的調束成果,可以說幾乎沒有走一點彎路,表現出色。”
在接下來的幾個月內,HEPS調束團隊將再接再厲,提升和優化電子束流流強、壽命等參數,力爭盡早為光束線站供光。
儲存環調束團隊正在緊張工作。(供圖:中國科學院高能物理研究所)
據了解,HEPS是我國及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射度的光源之一,其核心是一臺具有極低發射度的全新儲存環加速器,物理設計極具挑戰性。在國際通用的混合多彎鐵消色散結構基礎上,HEPS加速器設計團隊創新性地融合了包含縱向梯度二極鐵和反向彎轉二極鐵的新型單元節等多項創新設計,完成了國際已建及在建同類光源中自然發射度指標最高的儲存環設計方案。同時,HEPS還首次提出并采用了基于增強器高能累積的置換注入方案,為高電荷量束團置換注入開辟了新路徑。
HEPS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,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。經過5年的建設,2024年7月23日,HEPS儲存環正式開機調束,實現單束團電子束繞儲存環首次循環貫通;8月6日,成功實現單束團電子束存儲,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,流強達到12毫安。
高能同步輻射光源(HEPS)儲存環隧道內。(供圖:中國科學院高能物理研究所)
目前,HEPS直線加速器、增強器已滿能量出束,儲存環正在束流調試,光束線站正在加緊設備安裝。建成后,HEPS可發射比太陽亮度高1萬億倍的光,將是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一,也將是中國第一臺高能量同步輻射光源,使中國繼歐、美之后躋身為世界三大第四代高能同步輻射光源所在地之一,將與我國現有的光源形成能區互補,面向航空航天、能源環境、生命醫藥等領域用戶開放。