English   |   高能所   |   联系我们   
  
       当前位置: 首页 > 科学传播 > 媒体聚焦
 
 
【怀柔融媒】高能同步辐射光源:增强器和储存环
文章来源:   |  发布时间:2024-06-25  |  【打印】 【关闭】  |  浏览:
 




在高能同步辐射光源直线加速器端头,有一把电子枪。一束电子被从枪口“射”出,经过精心调制,在直线加速器中持续升能加速。当达到额定能量后,电子束就会进入增强器。



人物介绍:孟才 中国科学院高能物理研究所 特聘青年研究员。主要从事加速器设计研究,特别是电子直线加速器设计、质子直线加速器设计、次级粒子束产生等方向。


主持人:现在我看出来了,这个增强器就可以明显看出来是一个圆环的形状。这个磁铁是不是跟直线加速器的磁铁作用是一样的。

孟才:类似的。可以看到红色的这个就是偏转的,它是环形加速器,因为要做成一个环,就用到了偏转磁铁,就是二极磁铁。





主持人:孟老师为什么在这有岔路口呢?

孟才:这是一条(高能)输运线,连接增强器和储存环的,我们高能同步辐射光源比较有特色的是,它有两条(高能)输运线。


主持人:那哪条线是去储存环的呢?

孟才:你看那条线是从增强器到储存环的,这边这条输运线是从储存环到增强器里边的。


主持人:那为什么到了储存环还要回到增强器呢?

孟才:储存环刚才我们讲到它有同步辐射可以发射光,电子的数量会减少,在第四代同步辐射光源里边,要达到这个流强,因为动力学孔径限制,很难(一次性)做到这么大的流强,所以我们需要把这个电子置换出来,把储存环里(电荷量不够大的)电子束团引出到增强器里,跟增强器里的合并,变成大的束团,再注回储存环里。




主持人:就相当于怀柔这边有收栗子的,板栗个儿不够大它就会被淘汰了,咱们就相当于把这些个儿不够大的重新引回到增强器里,两个不够大的重新再培育一下,就变成了一个够大的符合标准的,再注回到储存环里边。那咱们这样做的目的是什么?

孟才:我们这么做一个是满足了储存环运行的要求,电荷量的要求,再一个就是使整个注入器更简单,从造价的角度来说我们的方案更简单一点、造价会更低。从能耗的角度来说运行更好一点。因为我们把废弃的电子束又重新利用了,所以直线加速器电子枪发射的电子相对就少一点,我们可以提高电子枪的寿命,也提高整个系统的稳定性。


电子在增强器升能加速后,便进入储存环。在这里,它以接近光速沿环形奔跑,当运动方向发生改变时,会沿这个方向的切线方向产生同步辐射光,和下雨天我们转动雨伞,雨水运动的规律同理。产生的同步辐射光经过调制后,就可用于不同领域的科学研究。




主持人:老师咱们储存环圆环的直径一看就比增强器要大好多,它的周长大概有多少?

孟才一千三百多米。


主持人:它好像也是由各种不一样的磁铁组成的,是不是磁极越多的磁铁,他制作和安装起来难度越高呢?

孟才:相对来说,它极数越多,加工难度要大一点。


主持人:那这里边最难的是哪一个?

孟才:这里边最难的是紫色这个。




主持人:最大的这个。

孟才:因为它安装的方式不仅提供聚焦,而且还要提供偏转,所以它对准直的位置要求非常高。


主持人:我还看到这跟增强器不一样的,有很多的线都裸露在外边,这是有什么特殊的目的吗?

孟才:这个线是水冷、可以接电的线,因为同步辐射光从外侧发出去,那边有光束线站,所以我们把水冷线缆都放在内侧,保证一致性。


主持人:也就是说增强器也有,只不过在磁铁的里侧对吧?

孟才:没错没错。


主持人:我就看这个东西非常好奇,非常有科技感,这东西是什么呀?

孟才:这是一个插入件,是发射同步辐射光的设备。




主持人:它就是发光的设备

孟才:刚才我们前边讲到了,二极铁偏转之后就可以发出光来,这个就相当于有很多小的二极场,让它在里边扭摆的运动,电子在扭摆运动,它就每一个切线方向都可以发出光来,就可以达到一个很高的叠加,发出高亮度的同步辐射光出来。

主持人:整个电子在里边相当于这种,像动画片里小蝌蚪似的。

孟才:没错没错。


主持人:那为什么这样做呢?

孟才:做成这样就是我们希望让光的亮度更高,而且要让光达到相干性,使得光的品质会达到更好。

主持人:也就是说它相当于是给光增亮的。

孟才:对。

主持人:孟老师我看怎么到这开始就有一根金属颜色的管子引到外边去了。




孟才:刚才我们讲到插入件里边的光产生之后,就通过这个束线引导外边去了,经过光束线就到实验站去了。


与储存环一墙之隔,便是未来供用户开展科学实验的光束线实验站,大到能源环境、小到病毒蛋白质,都能在这里“体检”。下期《我身边的科学城》带您走进高能同步辐射光源的实验站一探究竟。


【完】

记者:张立明 范静远 朱军

图文编辑:小一



怀柔融媒 发布

 

 
相关链接: 中国科学院   |   中科院重大基础设施共享平台   |   北京同步辐射装置   |   上海光源   |   合肥光源   |   高能所信息监测平台-SR装置动态
版权所有 © 中国科学院高能物理研究所 备案序号:京ICP备05002790号
地址:北京市石景山区玉泉路19号乙(北京918信箱)HEPS工程办    邮编:100049
联系人: 苑梦尧    电话:(010)88235967    Email:heps@ihep.ac.cn