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          高能同步輻射光源裝置啟動帶光聯調

          2025-03-28 09:38:00

          來源:人民網

          HEPS航拍圖(2024年8月拍攝)。中國科學院供圖

          人民網北京3月28日電 (記者趙竹青)2025中關村論壇年會3月27日開幕,10項重大科技成果發布。“高能同步輻射光源成功發射第一束光”作為其中一項成果發布。同日,國家重大科技基礎設施高能同步輻射光源(HEPS)正式宣布啟動帶光聯調,標志著HEPS裝置建設進入沖刺階段。

          HEPS是設計亮度世界最高的第四代同步輻射光源,也是我國第一臺高能量同步輻射光源。截至2025年1月,經過多輪束流調試,HEPS儲存環束流強度達到40毫安以上,發射度降低到93皮米弧度。

          HEPS工程總指揮潘衛民介紹,電子束流的發射度是描述電子束質量和特性的重要參數之一,發射度越小,說明電子束在橫向的分散程度越小,電子束的運動分布越接近于束流的軸向,束流的品質越好,發出的同步輻射光的亮度越高。今年1月,HEPS實現一種創新的注入機制,即基于增強器高能累積的置換注入——這種方案在滿足設計要求的同時,使得HEPS加速器更加綠色環保。

          HEPS瞄準世界科技前沿和國家重大需求,突破關鍵光學和探測器技術,首期建設14條用戶光束線站和1條測試線站。其中,硬X射線成像線站HXI是HEPS的特色線站之一,可提供高空間相干的高能X射線,2024年10月12日出光。實驗結果表明,與常規光源對比,HXI線站的光穿透更深、分辨率更高,靈敏度顯著提高,可檢出的裂紋顯著增加,成像的對比度也大大提高。

          HEPS工程常務副總指揮董宇輝介紹,線站團隊自主研發的高能X射線成像探測器,像素數達到世界領先水平,在衍射成像模式下,單次掃描即可并行獲得幾十萬個樣品點的衍射信號,極大地提高了成像數據獲取效率,同時該線站依托HEPS高能、低發射度的優勢,創新設計插入件組,采用超長物源距,可提供能量高達300千電子伏特的高能X光,空間相干長度是國際先進水平的3.5倍。HXI線站可實現難以兼得的強穿透且高靈敏度、大視場且高分辨X射線成像,將為航空航天工程材料研究、全腦介觀3D成像等前沿領域提供強有力的科研支撐。

          同時,首期多條光束線站啟動帶光調試,開展特色樣品實驗,儲存環電子束流品質的優化,使得光束線站實驗質量進一步提升。

          HEPS是我國“十三五”期間優先建設的國家重大科技基礎設施之一,是國家發展改革委批復立項,中國科學院、北京市共建懷柔科學城的核心裝置,由中國科學院高能物理研究所承擔建設,于2019年6月啟動建設,建設周期6.5年。

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