在北京市雁栖湖畔,形似巨型放大镜的“大国重器”——高能同步辐射光源(HEPS)正在建设中。它是国家重大科技基础设施,将发出的光,会比太阳的亮度还要高1万亿倍。它可以为科学家“照亮”微观世界,帮助更好探其中奥秘。
8月18日,HEPS储存环流强达到12毫安,这是HEPS建设的又一重要里程碑,标志着HEPS加速器进入了调束快行道。
HEPS是我国及亚洲首台第四代同步辐射光源,也是全球首批10皮米弧度量级自然发射度的光源之一,其核心是一台具有极低发射度的全新储存环加速器,物理设计极具挑战性。
中国科学院高能物理研究所研究员、HEPS工程总指挥潘卫民介绍:“为了实现国际一流的加速器及光源整体性能,磁铁、电源、真空、注入、机械、准直、高频、束测、控制、定时、插入件等硬件指标要达到第四代光源的高标准和高要求。调束初期,储存环就有1776块磁铁,2500余台电源,578个电子束流位置探测器,1360米真空室,3个高频腔,2台脉冲冲击器和切割磁铁,控制信号超过10万路,任何一个微小的硬件错误,例如一个硬阻拦或设备安装错位,都会影响电子束的轨迹,另外,HEPS与众不同,它有注入和引出两块切割磁铁,垂直物理孔径仅两三个毫米,对调束来说,这无疑是一个巨大的挑战”。
经过5年建设,今年7月1日,HEPS储存环完成全部设备研制和安装,启动多系统联合调试,随后加速器物理与各硬件系统交叉协作,完成磁铁极性测试、硬件远控测试、调束软件-硬件测试等加速器联合调试。此外,为了应对超低发射度储存环首圈调束可能面临的各种挑战,加速器物理与束测系统基于增强器开展了大量的束流实验,为储存环调束监测手段做了充分准备。
7月23日12点45分,HEPS储存环正式开机调束。当天,开机仅三个小时即实现了单束团电子束的高能输运线传输及储存环首次在轴注入,随后成功实现单束团电子束绕储存环首次循环贯通。
8月6日凌晨,HEPS储存环首次成功实现单束团束流存储。18日,储存环成功存储35个束团,流强达到12毫安。潘卫民表示:“储存环成功实现束流存储是一项重大进展,这表明我们前期的设备安装、调试非常成功,也标志着HEPS光源进入了一个新的阶段。”
据了解,在接下来的几个月内,HEPS调束团队将继续提升和优化电子束流流强、寿命等参数,力争尽早为光束线站供光。
延申阅读:了解HEPS
HEPS是我国“十三五”期间优先建设的国家重大科技基础设施之一,是国家发展改革委批复立项,中国科学院、北京市共建怀柔科学城的核心装置,由中国科学院高能物理研究所承担建设,于2019年6月启动建设,建设周期6.5年。目前,HEPS直线加速器、增强器已满能量出束,储存环正在束流调试,光束线站正在加紧设备安装。建成后,HEPS可发射比太阳亮度高1万亿倍的光,将是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一,也将是中国第一台高能量同步辐射光源,使中国继欧、美之后跻身为世界三大第四代高能同步辐射光源所在地之一,将与我国现有的光源形成能区互补,面向航空航天、能源环境、生命医药等领域用户开放。
(本文图片由通讯员提供)
潮新闻 通讯员 王晨芳 记者 林辰辰2024-08-19 17:17