中新網(wǎng)北京3月14日電 (記者 孫自法)中國科學(xué)院高能物理研究所(中科院高能所)正在推進(jìn)建設的“十三五”國家重大科技基礎設施“高能同步輻射光源”(HEPS)3月14日取得又一項重要里程碑進(jìn)展——其直線(xiàn)加速器滿(mǎn)能量出束，成功加速第一束電子束。

這一大科學(xué)裝置整體建筑外型酷似一枚巨型放大鏡，是中科院、北京市共建的懷柔科學(xué)城的核心裝置。不久前，HEPS增強器全線(xiàn)貫通、儲存環(huán)隧道設備啟動(dòng)安裝，光束線(xiàn)站前端區啟動(dòng)試安裝，全面進(jìn)入科研設備安裝階段。此次直線(xiàn)加速器滿(mǎn)能量出束，標志著(zhù)HEPS建設進(jìn)入科研設備安裝、調束并行階段。

HEPS工程加速器部副主任、中科院高能所李京祎研究員介紹說(shuō)，HEPS直線(xiàn)加速器是一臺常溫直線(xiàn)加速器，長(cháng)約49米，用于產(chǎn)生電子，并將電子加速到500兆電子伏(MeV)，是電子的源頭和第一級加速器，由端頭的電子槍、聚束單元、加速結構、微波功率源等設備構成。

作為HEPS率先進(jìn)入設備安裝的先行軍，直線(xiàn)加速器建設團隊自2022年3月啟動(dòng)隧道設備安裝開(kāi)始，歷時(shí)4個(gè)月完成全部設備安裝，并于當年9月完成系統聯(lián)調和高功率老練。經(jīng)過(guò)充分磨合和準備，2023年3月9日啟動(dòng)調束，束流全線(xiàn)貫通，取得開(kāi)門(mén)紅。3月14日，HEPS直線(xiàn)加速器束流能量達到500MeV、末端電荷量達到額定2.5納庫(nC)以上。

HEPS工程總指揮、中科院高能所潘衛民研究員表示，直線(xiàn)加速器成功滿(mǎn)能量出束，拉開(kāi)了HEPS加速器調束的序幕，調束團隊將在此基礎上進(jìn)行參數優(yōu)化和性能提升，以?xún)?yōu)化直線(xiàn)加速器性能指標，并為后續HEPS增強器、儲存環(huán)的建設打下堅實(shí)基礎。

同時(shí)，直線(xiàn)加速器建設過(guò)程中，HEPS物理設計和設備研發(fā)團隊堅持技術(shù)創(chuàng )新，取得多項成果：一是自主開(kāi)發(fā)全新上層調束軟件平臺(Pyapas)和面向物理的調束軟件，可實(shí)現多運行模式調試；二是創(chuàng )新設計內水冷結構和對稱(chēng)式功率耦合器的加速結構，簡(jiǎn)化了加工工藝的同時(shí)，高功率測試加速梯度達到33兆伏每米(MV/m)，處于國際同類(lèi)設備先進(jìn)水平；三是基于絕緣柵雙極晶體管的固態(tài)調制器，脈沖重復穩定度優(yōu)于0.02%，相比人工線(xiàn)型調制器提高近一個(gè)量級；四是長(cháng)壽命、高流強的陰柵組件研制成功，發(fā)射電流、電流發(fā)射密度均達到國際先進(jìn)水平，壽命大于9000小時(shí)。

潘衛民指出，這些成果為HEPS加速器的建設、調束、運行提供了可靠的技術(shù)保障，也為先進(jìn)光源建設提供了堅實(shí)的技術(shù)儲備。

中科院高能所提供的HEPS直線(xiàn)加速器已完成的重要建設節點(diǎn)包括：2019年6月，物理設計定型凍結；2021年3月，第一根加速結構測試驗收完成；2021年6月，首臺科研設備——電子槍安裝完成；2022年3月，科研設備批量安裝啟動(dòng)；2022年5月，全線(xiàn)真空封接完成；2022年9月，聯(lián)合調試完成；2023年3月，獲得輻射安全許可證，直線(xiàn)加速器成功出束。

據了解，大科學(xué)裝置HEPS由國家發(fā)展和改革委員會(huì )批復立項，中科院高能所承擔建設，2019年6月啟動(dòng)建設，計劃建設周期6.5年。建成后，HEPS將是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，也將是中國第一臺高能量同步輻射光源，它將和中國現有的光源形成能區互補，對提升中國國家發(fā)展戰略與前沿基礎科學(xué)和高技術(shù)領(lǐng)域的原始創(chuàng )新能力具有重大意義。(完)