2024 年 8 月 18 日,高能同步輻射光源(以下簡(jiǎn)稱 HEPS)儲(chǔ)存環(huán)流強(qiáng)達(dá)到 12 毫安,這一重要里程碑標(biāo)志著 HEPS 加速器進(jìn)入了調(diào)束快行道。
HEPS 是我國(guó)“十三五”期間優(yōu)先建設(shè)的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施之一,也是中國(guó)科學(xué)院、北京市共建懷柔科學(xué)城的核心裝置,由中國(guó)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)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(yáng)亮度高 1 萬(wàn)億倍的光,將成為世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一,也是中國(guó)第一臺(tái)高能量同步輻射光源,這使中國(guó)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。它將與我國(guó)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(kāi)放。
HEPS 的核心是一臺(tái)具有極低發(fā)射度的全新儲(chǔ)存環(huán)加速器,其物理設(shè)計(jì)極具挑戰(zhàn)性。HEPS 加速器設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地融合了包含縱向梯度二極鐵和反向彎轉(zhuǎn)二極鐵的新型單元節(jié)等多項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì),完成了國(guó)際已建及在建同類光源中自然發(fā)射度指標(biāo)最高的儲(chǔ)存環(huán)設(shè)計(jì)方案。同時(shí),HEPS 還首次提出并采用了基于增強(qiáng)器高能累積的置換注入方案,為高電荷量束團(tuán)置換注入開(kāi)辟了新路徑。
HEPS 工程總指揮潘衛(wèi)民研究員表示:“儲(chǔ)存環(huán)的控制信號(hào)超過(guò) 10 萬(wàn)路,任何一個(gè)微小的硬件錯(cuò)誤,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(lái)說(shuō),這無(wú)疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)?!遍_(kāi)機(jī)以來(lái),HEPS 加速器部副主任焦毅研究員帶領(lǐng)平均年齡僅 34 歲的調(diào)束團(tuán)隊(duì),每天 24 小時(shí)不間斷地進(jìn)行調(diào)束。
HEPS 科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主任、儲(chǔ)存環(huán)調(diào)束總顧問(wèn)陳森玉院士參加調(diào)束后稱:儲(chǔ)存環(huán)僅有毫米級(jí)的動(dòng)力學(xué)孔徑,加上注入引出區(qū)存在兩個(gè)垂直方向±2.5 毫米的物理孔徑限制,其調(diào)束任務(wù)異常艱巨。