进入冲刺阶段！高能同步辐射光源装置启动带光联调

3月27日，记者从中关村论坛上获悉，国家重大科技基础设施——高能同步辐射光源(HEPS)正式启动带光联调，标志着该大科学装置建设进入冲刺阶段。

HEPS航拍图

??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。截止到2025年1月，经过多轮束流调试，HEPS储存环束流流强达到了40毫安以上，发射度降低到93皮米弧度。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。

??HEPS工程总指挥潘卫民介绍说，今年1月，HEPS还实现了一种创新的注入引出机制，即基于增强器高能累积的置换注入。为了应对紧密的磁聚焦结构和超小动力学孔径带来的挑战，HEPS利用增强器作为高能累积环，将储存环中待替换的束团引出并回注到增强器中，与低电荷量电子束融合，累积成高电荷量束团，经进一步加速，再注入至储存环，实现在轴置换注入。这种方案减小了增强器低能阶段对单束团电荷量的需求，同时实现了引出束流的循环再利用，使得HEPS加速器更加绿色环保。

??HEPS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，HEPS储存环W73扭摆器发射的高能同步光经350米光束线调制抵达HXI实验站。经过紧张的带光调试，线站团队利用钢板预制裂纹标样，结合自主研发的超高像素数、高分辨、高灵敏的面探测器，开展相衬成像对比实验。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说，线站团队自主研发的像素数世界领先的高能X射线成像探测器在衍射成像模式下，单次扫描即可并行获得几十万个样品点的衍射信号，极大的提高了衍射成像数据获取效率，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工程正式进入带光联调阶段。

??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。目前，HEPS已完成了加速器和第一批光束线站的建设，并开展了多轮束流调试和带光调试。

??2023年3月，直线加速器出束

??2023年11月，增强器出束

??2024年7月，储存环和前端区设备完成全环封接

??2024年8月，储存环出束

??2024年10月12日，HEPS储存环W73扭摆器发射的高能同步光经350米光束线调制抵达HXI实验站

??1月12日，储存环束流发射度优化为93皮米弧度，达到国家验收指标

??1月2日，HEPS储存环成功实现基于增强器高能累积的置换注入

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