據中國科學院高(gāo)能物理研究所(suǒ)和科技日報報道(dào),6月28日上午(wǔ),高能同步輻射光源(HEPS)的首台科研設備——電子槍(qiāng)——在北京懷柔(róu)科學城安裝(zhuāng)完成。
電(diàn)子槍(qiāng)位於HEPS的直線加速器的源頭。在HEPS運行(háng)時(shí),電子從電子槍(qiāng)中被發射出來,由約50米長的直線加速器加速到0.5GeV。隨後電子被轉移到454米周長的增(zēng)強器中,被加速到6GeV。隨後電子被轉移到1360米長的儲存(cún)環中,發出(chū)同步輻射。
當儲存環中的電(diàn)子束被偏折時,會在運動的切線方(fāng)向上發出X射線。這種效應首先在同(tóng)步電子加速器中被發現,所(suǒ)以被稱(chēng)為(wéi)同步輻射。生物(wù)、化工、材料等學科可以利用同步輻射對樣品進行高精度顯(xiǎn)微成像,可將同步輻射光源看成一台極亮的X射線“顯微鏡”,具有廣泛的應用前景。
當天安裝的電子槍采用全國產技術,自主(zhǔ)設計(jì)、國內加(jiā)工(gōng)。電子槍由槍體、陶瓷桶、防暈環、陰柵組件(jiàn)4大部件構成,其中陰柵組(zǔ)件是(shì)電子槍的關鍵“卡(kǎ)脖子”部(bù)件。“中(zhōng)科院(yuàn)高(gāo)能(néng)所提前布局,通(tōng)過多年的技術攻關,克服諸多困難,解決(jué)了陰極發射以(yǐ)及(jí)微米級(jí)柵網編製、變形和焊接等難題,目前已基本實現陰柵組件的國產化。”中科院院士、中科院高(gāo)能所(suǒ)所長王貽芳說(shuō)。
HEPS的亮度比第三代光(guāng)源(yuán)高出兩個數量級(百倍)及以(yǐ)上,“可以更清楚地了解材料的內部結構,這對材料科學和生命科學的(de)發展具有重要(yào)作用。”王貽芳(fāng)說。建成時,HEPS將成為中國第一(yī)台第(dì)四代同步(bù)輻射(shè)光源,與世界上正在運行的美國先進光子源(yuán)(APS)、歐洲同步輻射裝(zhuāng)置(ESRF)、日本Spring-8、德國的PETRA-Ⅲ一起,構(gòu)成世界五大同步輻射(shè)光源。
第四代同步輻射光源相比第三代同步輻射光源,采用(yòng)多彎鐵消色散結構,光束可以(yǐ)達到衍射(shè)極限。光源的設計(jì)原理也從第三代的幾何光學變為第四代的相幹光學(xué)。我國第三代同步輻射光源上海光源已經產出了大量有價值的科學成果,但其使用(yòng)時間已經供(gòng)不應求,工程擴建也已逼近極限。
HEPS工(gōng)程於2019年6月(yuè)29日開工建(jiàn)設,建設周期6.5年(nián)。截至2021年6月底,HEPS建(jiàn)安工程約完成總工程量的70%,磁鐵、電源等(děng)設備完成(chéng)樣機試製,進入批量加工階段,束流位置測量電子學、像素陣列探測器研製取得階段性進展。預計2022年初(chū),各建築單體全部交付使用,HEPS將全麵轉入設備安(ān)裝階段。
當天,為HEPS提供技術研發與測(cè)試支(zhī)撐能力的先進(jìn)光源技術(shù)研(yán)發與測試平台(PAPS)轉入試運行。
PAPS項目位於HEPS裝置對麵,於2017年5月啟動建設,用地麵積為42640平方米,建築麵積為21295平方米,建設周期為4年。PAPS將會開展前瞻性和係(xì)統性的研究,解決HEPS建設所需(xū)的超(chāo)導高頻及低溫(wēn)、精密磁鐵測量、探測器技術研發測試、X射線光學檢測等一係(xì)列關鍵技術,為先進光源建設、運行及後續發展提供有力的技術(shù)支撐(chēng)。
目前,PAPS項目已(yǐ)取得了多項成果,尤其是(shì)在1.3GHz 9腔室(9-cell)超導腔研製方麵達到國際領先水(shuǐ)平。該項目於2021年6月18日通過工藝測試驗收,項目各係統工藝性能指標(biāo)全部達(dá)到、部分優於驗收指標,高質量地實現了該項目的建(jiàn)設目標。
HEPS、PAPS項目(mù)地處北京(jīng)懷柔科學城。“十三五”時期在懷柔科學城(chéng)布局的29個科學設施平台已經全部開工。
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