又一大国重器取得关键进展:高能同步辐射光源装置建设进入冲刺阶段

高能同步辐射光源全景?新华社记者?金立旺摄
3月27日,国家重大科技基础设施高能同步辐射光源HEPS正式宣布启动带光联调,这标志着HEPS装置建设进入冲刺阶段。
HEPS是设计亮度世界最高的第四代同步辐射光源,也是我国第一台高能量同步辐射光源。截至2025年1月,经过多轮束流调试,HEPS储存环束流强度达到40毫安以上,发射度降低到93皮米弧度。
HEPS工程总指挥潘卫民介绍,电子束流的发射度是描述电子束质量和特性的重要参数之一,发射度越小,说明电子束在横向的分散程度越小,电子束的运动分布越接近于束流的轴向,束流的品质越好,发出的同步辐射光的亮度越高。今年1月,HEPS实现一种创新的注入机制,即基于增强器高能累积的置换注入——这种方案在满足设计要求的同时,使得HEPS加速器更加绿色环保。
HEPS瞄准世界科技前沿和国家重大需求,突破关键光学和探测器技术,首期建设14条用户光束线站和1条测试线站。其中,硬X射线成像线站HXI是HEPS的特色线站之一,可提供高空间相干的高能X射线,2024年10月12日出光。实验结果表明,与常规光源对比,HXI线站的光穿透更深、分辨率更高,灵敏度显著提高,可检出的裂纹显著增加,成像的对比度也大大提高。
HEPS工程常务副总指挥董宇辉介绍,线站团队自主研发的高能X射线成像探测器,像素数达到世界领先水平,在衍射成像模式下,单次扫描即可并行获得几十万个样品点的衍射信号,极大地提高了成像数据获取效率,同时该线站依托HEPS高能、低发射度的优势,创新设计插入件组,采用超长物源距,可提供能量高达300千电子伏特的高能X光,空间相干长度是国际先进水平的3.5倍。HXI线站可实现难以兼得的强穿透且高灵敏度、大视场且高分辨X射线成像,将为航空航天工程材料研究、全脑介观3D成像等前沿领域提供强有力的科研支撑。
同时,首期多条光束线站启动带光调试,开展特色样品实验,储存环电子束流品质的优化,使得光束线站实验质量进一步提升。
HEPS是我国“十三五”期间优先建设的国家重大科技基础设施之一,是国家发展改革委批复立项,中国科学院、北京市共建怀柔科学城的核心装置,由中国科学院高能物理研究所承担建设,于2019年6月启动建设,建设周期6.5年。
《光明日报》
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