在北京市雁棲湖畔，形似巨型放大鏡的“大國重器”——高能同步輻射光源（HEPS）正在建設(shè)中。它是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，將發(fā)出的光，會(huì)比太陽的亮度還要高1萬億倍。它可以為科學(xué)家“照亮”微觀世界，幫助更好探其中奧秘。

8月18日，HEPS儲(chǔ)存環(huán)流強(qiáng)達(dá)到12毫安，這是HEPS建設(shè)的又一重要里程碑，標(biāo)志著HEPS加速器進(jìn)入了調(diào)束快行道。

HEPS是我國及亞洲首臺(tái)第四代同步輻射光源，也是全球首批10皮米弧度量級(jí)自然發(fā)射度的光源之一，其核心是一臺(tái)具有極低發(fā)射度的全新儲(chǔ)存環(huán)加速器，物理設(shè)計(jì)極具挑戰(zhàn)性。

中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、HEPS工程總指揮潘衛(wèi)民介紹：“為了實(shí)現(xiàn)國際一流的加速器及光源整體性能，磁鐵、電源、真空、注入、機(jī)械、準(zhǔn)直、高頻、束測(cè)、控制、定時(shí)、插入件等硬件指標(biāo)要達(dá)到第四代光源的高標(biāo)準(zhǔn)和高要求。調(diào)束初期，儲(chǔ)存環(huán)就有1776塊磁鐵，2500余臺(tái)電源，578個(gè)電子束流位置探測(cè)器，1360米真空室，3個(gè)高頻腔，2臺(tái)脈沖沖擊器和切割磁鐵，控制信號(hào)超過10萬路，任何一個(gè)微小的硬件錯(cuò)誤，例如一個(gè)硬阻攔或設(shè)備安裝錯(cuò)位，都會(huì)影響電子束的軌跡，另外，HEPS與眾不同，它有注入和引出兩塊切割磁鐵，垂直物理孔徑僅兩三個(gè)毫米，對(duì)調(diào)束來說，這無疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)”。

經(jīng)過5年建設(shè)，今年7月1日，HEPS儲(chǔ)存環(huán)完成全部設(shè)備研制和安裝，啟動(dòng)多系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，隨后加速器物理與各硬件系統(tǒng)交叉協(xié)作，完成磁鐵極性測(cè)試、硬件遠(yuǎn)控測(cè)試、調(diào)束軟件-硬件測(cè)試等加速器聯(lián)合調(diào)試。此外，為了應(yīng)對(duì)超低發(fā)射度儲(chǔ)存環(huán)首圈調(diào)束可能面臨的各種挑戰(zhàn)，加速器物理與束測(cè)系統(tǒng)基于增強(qiáng)器開展了大量的束流實(shí)驗(yàn)，為儲(chǔ)存環(huán)調(diào)束監(jiān)測(cè)手段做了充分準(zhǔn)備。

7月23日12點(diǎn)45分，HEPS儲(chǔ)存環(huán)正式開機(jī)調(diào)束。當(dāng)天，開機(jī)僅三個(gè)小時(shí)即實(shí)現(xiàn)了單束團(tuán)電子束的高能輸運(yùn)線傳輸及儲(chǔ)存環(huán)首次在軸注入，隨后成功實(shí)現(xiàn)單束團(tuán)電子束繞儲(chǔ)存環(huán)首次循環(huán)貫通。

8月6日凌晨，HEPS儲(chǔ)存環(huán)首次成功實(shí)現(xiàn)單束團(tuán)束流存儲(chǔ)。18日，儲(chǔ)存環(huán)成功存儲(chǔ)35個(gè)束團(tuán)，流強(qiáng)達(dá)到12毫安。潘衛(wèi)民表示：“儲(chǔ)存環(huán)成功實(shí)現(xiàn)束流存儲(chǔ)是一項(xiàng)重大進(jìn)展，這表明我們前期的設(shè)備安裝、調(diào)試非常成功，也標(biāo)志著HEPS光源進(jìn)入了一個(gè)新的階段?！?/p>

據(jù)了解，在接下來的幾個(gè)月內(nèi)，HEPS調(diào)束團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)提升和優(yōu)化電子束流流強(qiáng)、壽命等參數(shù)，力爭(zhēng)盡早為光束線站供光。

延申閱讀：了解HEPS

HEPS是我國“十三五”期間優(yōu)先建設(shè)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一，是國家發(fā)展改革委批復(fù)立項(xiàng)，中國科學(xué)院、北京市共建懷柔科學(xué)城的核心裝置，由中國科學(xué)院高能物理研究所承擔(dān)建設(shè)，于2019年6月啟動(dòng)建設(shè)，建設(shè)周期6.5年。目前，HEPS直線加速器、增強(qiáng)器已滿能量出束，儲(chǔ)存環(huán)正在束流調(diào)試，光束線站正在加緊設(shè)備安裝。建成后，HEPS可發(fā)射比太陽亮度高1萬億倍的光，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(tái)高能量同步輻射光源，使中國繼歐、美之后躋身為世界三大第四代高能同步輻射光源所在地之一，將與我國現(xiàn)有的光源形成能區(qū)互補(bǔ)，面向航空航天、能源環(huán)境、生命醫(yī)藥等領(lǐng)域用戶開放。

（本文圖片由通訊員提供）

潮新聞?通訊員 王晨芳 記者 林辰辰2024-08-19 17:17