速度接近光速的電子束，從增強(qiáng)器的出口射出，并在1776塊磁鐵的“指揮”下，沿著周長(zhǎng)約1360米的儲(chǔ)存環(huán)“跑道”飛奔。一束、兩束、三束，一圈、兩圈、三圈……越來越多的電子束有序加入奔跑的隊(duì)伍。8月19日，記者從中國科學(xué)院高能物理研究所獲悉，經(jīng)過數(shù)周調(diào)試，位于懷柔科學(xué)城的高能同步輻射光源（HEPS）儲(chǔ)存環(huán)流強(qiáng)超過10毫安，標(biāo)志著高能同步輻射光源加速器建設(shè)成功，進(jìn)入了調(diào)束快行道。

HEPS是我國乃至亞洲首臺(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，建成后，它將發(fā)射比太陽亮度高1萬億倍的光，照亮微觀世界。而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，建設(shè)一臺(tái)具有超低發(fā)射度的全新儲(chǔ)存環(huán)加速器是工程的核心工作。

HEPS的外觀像一柄“放大鏡”，儲(chǔ)存環(huán)則是其“鏡框”部分。今年7月，儲(chǔ)存環(huán)完成全部設(shè)備研制和安裝，隨后啟動(dòng)并完成了多系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。1776塊磁鐵、2500余臺(tái)電源、578個(gè)電子束流位置探測(cè)器……高能同步輻射光源工程總指揮、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員潘衛(wèi)民細(xì)數(shù)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，要讓高能電子在1360米的真空室中穩(wěn)定奔跑，相關(guān)的控制信號(hào)超過10萬路?！叭魏我粋€(gè)微小的硬件錯(cuò)誤，比如一個(gè)硬阻攔或設(shè)備安裝錯(cuò)位，都會(huì)影響電子束的軌跡。”

“即使所有磁鐵前期準(zhǔn)直到位，在軌道校正前，仍然無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定閉軌。同時(shí)，體量如此龐大的裝置在建設(shè)安裝過程中，管道內(nèi)任何一個(gè)硬阻攔，都會(huì)阻礙電子束的前進(jìn)?！备吣芡捷椛涔庠醇铀倨鞑扛敝魅谓挂阏f，在調(diào)束啟動(dòng)前，物理調(diào)束團(tuán)隊(duì)與各硬件系統(tǒng)交叉協(xié)作，完成了加速器聯(lián)調(diào)，為調(diào)束做了充足準(zhǔn)備。

7月23日，儲(chǔ)存環(huán)正式開機(jī)調(diào)束。第一束高能電子“偵察兵”率先出發(fā)，踏上了巨大的環(huán)形“跑道”。焦毅和同事緊盯屏幕上跳動(dòng)的數(shù)據(jù)，密切關(guān)注電子向前傳輸?shù)木嚯x。別看儲(chǔ)存環(huán)的周長(zhǎng)以千米為單位計(jì)算，高能電子的“跑道”直徑僅相當(dāng)于大拇指粗細(xì)，最狹窄處兩臺(tái)切割磁鐵的垂直物理孔徑僅兩三毫米，細(xì)如發(fā)絲的電子束需要準(zhǔn)確“穿針”而過。“我們的目標(biāo)，就是讓高能電子在跑動(dòng)過程中盡可能聚焦，減少‘碰壁’損失，實(shí)現(xiàn)更高的流強(qiáng)。”

出乎所有人的預(yù)料，原本預(yù)期持續(xù)1周的工作，調(diào)束團(tuán)隊(duì)僅用了不到1天，就實(shí)現(xiàn)了單束團(tuán)電子束繞儲(chǔ)存環(huán)的首次循環(huán)貫通?！翱赡苁窃脚Φ娜诉\(yùn)氣就越好一點(diǎn)吧。我們沒有遇到任何大的硬阻攔，磁鐵的準(zhǔn)直工作也做得非常好！”隨著束流穩(wěn)步前進(jìn)，中央控制室內(nèi)掌聲此起彼伏。當(dāng)“偵察兵”成功跑完一整圈，焦毅和同事們都激動(dòng)不已。

對(duì)于這個(gè)過程，中國工程院院士、高能同步輻射光源科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主任、儲(chǔ)存環(huán)調(diào)束總顧問陳森玉用“零‘故事’”來概括。“設(shè)備太多，查起來太難，哪怕是再細(xì)心的人也會(huì)出錯(cuò)。全世界范圍內(nèi)的加速器，還沒有哪一臺(tái)敢說自己沒有‘故事’的，但我們可以很自豪地說，HEPS儲(chǔ)存環(huán)沒有?！?/span>

當(dāng)然，首圈循環(huán)貫通的成功只是一個(gè)開始，接近光速的高能電子，每秒能在儲(chǔ)存環(huán)內(nèi)跑上近20萬圈，每一圈都是一次新的、高難度的“穿針引線”。“過程中電子難免會(huì)跑偏，我們要通過磁場(chǎng)溫柔地調(diào)節(jié)它的軌跡，如果一次用力過大，電子可能會(huì)被踢開，最后丟掉?！弊罱粋€(gè)月，焦毅和同事都是連軸轉(zhuǎn)?！爸虚g其實(shí)也經(jīng)歷了一些反復(fù)，有時(shí)候一天下來，嘗試了各種手段，束流就是不向前走，好在最終都克服了。”

7月29日，單束團(tuán)電子束循環(huán)超過10圈；8月6日，實(shí)現(xiàn)單束團(tuán)電子束存儲(chǔ)，流強(qiáng)約60微安，壽命超過1分鐘；8月18日，成功存儲(chǔ)35個(gè)束團(tuán)，流強(qiáng)達(dá)到12毫安……“調(diào)束團(tuán)隊(duì)在很短的時(shí)間內(nèi)，就取得了很好的成果，可以說幾乎沒有走一點(diǎn)彎路?！标惿窀锌?。

“剛剛翻過了一座山，后面還有更多山峰等待著我們攀登，可以說每天都有新的問題要解決。”在短暫的興奮后，焦毅和團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)投身調(diào)束工作。目前電子束流可以在儲(chǔ)存環(huán)內(nèi)穩(wěn)定存在100秒以上，即高能電子在環(huán)內(nèi)可以穩(wěn)定跑上幾千萬圈。要為用戶提供穩(wěn)定、可靠的同步輻射光，在接下來的幾個(gè)月中，調(diào)束團(tuán)隊(duì)還將提升和優(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。

記者：劉蘇雅

北京日?qǐng)?bào)?發(fā)布