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高能同步輻射光源新進展,！成功加速第一束電子束
2023年03月15日 13:40:17 來源：化工儀器網 點擊量：4120

3月14日，HEPS直線加速器成功加速第一束電子束,，實現(xiàn)滿能量出束,，標志著HEPS進入科研設備安裝與調束并行的階段，拉開了HEPS加速器調束的序幕,，同時調束團隊將在此基礎上進行參數(shù)優(yōu)化和性能提升,，以優(yōu)化直線加速器性能指標，并為后續(xù)增強器,、儲存環(huán)的建設打下堅實基礎,。

　　【化工儀器網 時事熱點】高能同步輻射光源(HEPS)是“十三五”期間重點建設的國家重大科技基礎設施之一，儲存環(huán)電子束流能量6GeV,，首期建設14條用戶線站,，可提供具有能量高達300千電子伏特的高能量、高亮度,、高相干性等特點的同步輻射光,，具備納米量級空間分辨、皮秒量級時間分辨,、毫電子伏特量級能量分辨能力,，能夠為眾多前沿科學研究、國家發(fā)展戰(zhàn)略和工業(yè)核心迫切需求的相關研究,，提供多維度、實時,、原位的表征平臺和技術支撐,。
 
　　HEPS是中科院、北京市共建懷柔科學城的核心裝置，由國家發(fā)改委批復立項,，中科院高能物理研究所承擔建設,，2019年6月啟動建設，建設周期6.5年,。
 
　　3月14日,，HEPS直線加速器成功加速第一束電子束，第一束電子束流能量達到0.5吉電子伏特(GeV),、末端每束團電荷量多于1.5×1010個電子,，實現(xiàn)滿能量出束，標志著HEPS進入科研設備安裝與調束并行的階段,，拉開了HEPS加速器調束的序幕,，同時調束團隊將在此基礎上進行參數(shù)優(yōu)化和性能提升，以優(yōu)化直線加速器性能指標,，并為后續(xù)增強器,、儲存環(huán)的建設打下堅實基礎。
 
　　HEPS主要包括加速器,、光束線和實驗站三個部分,。其中，加速器由直線加速器,、增強器和儲存環(huán)三臺獨立的加速器,，以及連接彼此間的三條輸運線組成。HEPS的工作原理可以概括為“加速電子,，產生光”,。HPES加速的帶電粒子為電子。電子槍產生的高品質電子束,，經過直線加速器加速到0.5GeV,，然后進入增強器，在增強器再被加速到6GeV,。最后,，達到6GeV的電子束團從增強器環(huán)里引出，注入專門為電子發(fā)光準備的儲存環(huán)中,。
 
　　直線加速器是一臺常溫直線加速器,，長約49米，由端頭的電子槍,、聚束單元,、加速結構、微波功率源等設備構成,。在直線加速器建設過程中,，HEPS物理設計和設備研發(fā)團隊堅持技術創(chuàng)新,，取得多項成果：一是自主開發(fā)全新上層調束軟件平臺(Pyapas)和面向物理的調束軟件，可實現(xiàn)多運行模式調試,；二是創(chuàng)新設計內水冷結構和對稱式功率耦合器的加速結構,，簡化了加工工藝的同時，高功率測試加速梯度達到33兆伏每米(MV/m),，處于國際同類設備先進水平,。
 
　　三是基于絕緣柵雙極晶體管的固態(tài)調制器，脈沖重復穩(wěn)定度優(yōu)于0.02%,，相比人工線型調制器提高近一個量級,；四是長壽命、高流強的陰柵組件研制成功,，發(fā)射電流,、電流發(fā)射密度均達到國際先進水平，壽命大于9000小時,。這些成果為HEPS加速器的建設,、調束、運行提供了可靠的技術保障,，也為先進光源建設提供了堅實的技術儲備,。
 
　　建成后，HEPS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,，將和我國現(xiàn)有的光源形成能區(qū)互補，對提升我國國家發(fā)展戰(zhàn)略與前沿基礎科學和高技術領域的原始創(chuàng)新能力具有重大意義,。HEPS首批將建設14條光束線和相應的實驗站,，可提供納米空間分辨、皮秒時間分辨,、毫電子伏能量分辨的同步光,，通過對微觀結構多維度、實時,、原位表征,，解析物質結構生成及其演化的全周期全過程。
 
　　(資料來源：中國新聞網,、中國科學報)
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