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高能同步輻射光源成功加速第一束電子束


(資料圖)

國家重大科技基礎設施高能同步輻射光源(HEPS)直線加速器14日滿能量出束,成功加速第一束電子束。這是HEPS裝置建設的又一重要里程碑,標志著HEPS進入科研設備安裝、調束并行階段。

HEPS直線加速器。中科院高能所供圖

HEPS被譽為“超級顯微鏡”,其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3條輸運線組成。直線加速器是一臺常溫直線加速器,長約49米,是電子的源頭和第一級加速器,用于產生電子,并將電子加速到500兆電子伏(MeV),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。

“HEPS加速電子的過程分為三級:首先由源頭的電子槍產生高品質的電子束,再由直線加速器將電子加速到500MeV的能量,相當于給電子一個初速度;增強器將500MeV的電子束加速到額定的6吉電子伏(GeV,1GeV=10億電子伏);達到6GeV的電子束團由增強器環(huán)里引出,再注入專門為發(fā)射同步光準備的儲存環(huán)中。”HEPS工程加速器部副主任李京祎介紹。

“作為HEPS率先進入設備安裝的先行軍,直線加速器建設團隊提前規(guī)劃,認真組織,克服了基建施工、設備安裝并行作業(yè)等困難。”李京祎說。2022年3月,直線加速器啟動隧道設備安裝開始,歷經4個月完成全部設備安裝,并于2022年9月完成系統聯調;經過充分磨合和準備,3月9日啟動調束,實現束流全線貫通,取得開門紅;3月14日,直線加速器束流能量達到500MeV、末端電荷量達到額定2.5納庫以上。

李京祎表示,未來研究團隊將繼續(xù)優(yōu)化直線加速器的電子束,使得它的性能指標達到更高水平。同時,他們將調試增強器設備。“爭取年底前,增強器能夠輸出滿能量的電子束。”李京祎說。

“直線加速器成功滿能量出束,拉開了HEPS加速器調束的序幕,調束團隊將在此基礎上進行參數優(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工程總指揮潘衛(wèi)民說。

據悉,HEPS由國家發(fā)展改革委批復立項,中科院高能所承擔建設,2019年6月啟動建設。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。

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