3W1A线站于2019年初重新启用为高能测试线站,成为现阶段国内唯一一条专用的高能线站,主要承担HEPS相关工程项目中技术和设备的高能测试任务,同时也接待用户进行实验。
线站安装有国内首台自研的超导扭摆器,可以提供高能、高热负载的测试环境,为高能同步辐射光源(HEPS)多项关键设备和技术的验证提供了条件,为HEPS工程实施、实验方案制定和运行维护积累了宝贵的经验。所涉及的关键设备和技术包括:高热负载前端区、高热负载单色器、高能劳厄型单色器、白光棚屋、白光可调光阑、白光荧光靶、白光XBPM、高分辨大视场探测器、白光探测器、自研谱仪、真空内准直器、安全联锁系统、辐射屏蔽系统、实验控制和数据采集系统等。
二 研究范围
目前已开展的研究涉及高能PDF、激光3D打印、气炮动态加载、弹丸冲击侵彻、霍普金森拉杆、动态CT、3DXRD、单束团成像等。
三 研究方法
线站可以同时提供高能单色光(40~80keV)和白光,在高能衍散射、白光成像和动态成像等方面具有独特的优势。
1. 成像:成像方法主要分为高能单色光成像和白光成像两种。其中,白光成像因其入射光的高通量,可以获得较高的时间分辨能力。
2. 高能衍射:利用高通量的高能X射线,可以获得高穿透性、低衍射角度的特性,非常适合开展高原子序数的块体材料或者拥有负责原位环境的研究。
3. 高能散射:高能X射线可以提供更高Q值范围,非常适合开展PDF实验方法。
四 样品处光斑参数
参数 |
数值 |
能量 |
40 ~ 80keV 白光 |
能量分辨率 |
~0.16% @50keV |
光通量 |
6.54×1010@50keV, 3×3mm2 2.556×1013@白光, 9.37×2.47mm2 |
五 实验设备
实验站提供的设备分为两种类型:基本的实验设备,以及通过合作方式借用的设备。其中,基本设备包括:光学平台,多维度样品台,Ximea光纤耦合成像探测器,iRay NDT 1717HS高能平板探测器。通过合作方式借用的设备包括:高分辨镜头耦合成像探测器,大载重样品台,霍普金森杆,一级气炮,激光增材制造系统等。
六 代表性研究成果
1. Zhang, Dongsheng, et al. "In situ observation of crystal rotation in Ni-based superalloy during additive manufacturing process." Nature Communications 14.1 (2023): 2961.
2. Zhang, N. B., et al. "Onset of detwinning in Mg-3Al-1Zn alloy: A synchrotron-based X-ray diffraction study." Scripta Materialia 190 (2021): 113-117.
3. Zhong, T., et al. "Penetration dynamics of a carbonate sand: A synchrotron phase contrast imaging study." International Journal of Impact Engineering 152 (2021): 103839.
七 联系方式
线站负责人:杨一鸣,010-88236770,yangym@ihep.ac.cn
实验站人员:程 虎,010-88238355,hucheng@ihep.ac.cn