高能同步輻射光源裝置啓動帶光聯調_風聞

來源：中國科學院高能物理研究所

3月27日，國家重大科技基礎設施高能同步輻射光源HEPS正式宣佈啓動帶光聯調，標誌着HEPS裝置建設進入衝刺階段。

HEPS是設計亮度世界最高的第四代同步輻射光源，也是我國第一台高能量同步輻射光源。截止到2025年1月，經過多輪束流調試，HEPS儲存環束流流強達到了40毫安以上，發射度降低到93皮米弧度。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，説明電子束在橫向的分散程度越小，電子束的運動分佈越接近於束流的軸向，束流的品質越好，發出的同步輻射光的亮度越高。

HEPS工程總指揮潘衞民介紹説，今年1月，HEPS還成功驗證了一種自主創新的注入引出機制，即基於增強器高能累積的置換注入。為了應對緊密的磁聚焦結構和超小動力學孔徑帶來的挑戰，HEPS利用增強器作為高能累積環，將儲存環中待替換的束團引出並回注到增強器中，與低電荷量電子束融合，累積成高電荷量束團，經進一步加速，再注入至儲存環，實現在軸置換注入。這種方案減小了增強器低能階段對單束團電荷量的需求，同時實現了引出束流的循環再利用，使得HEPS加速器更加綠色環保。

HEPS首期建設14條用户光束線站和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，HEPS儲存環W73扭擺器發射的高能同步光經350米光束線調製抵達HXI實驗站。經過緊張的帶光調試，線站團隊利用鋼板預製裂紋標樣，結合自主研發的超高像素數、高分辨、高靈敏的面探測器，開展相襯成像對比實驗。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説，線站團隊自主研發的像素數世界領先的高能X射線成像探測器在衍射成像模式下，單次掃描即可並行獲得幾十萬個樣品點的衍射信號，極大的提高了衍射成像數據獲取效率，同時該線站依託HEPS高能、低發射度的優勢，創新設計插入件組，採用超長物源距，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，首期多條光束線站啓動帶光調試，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工程正式進入帶光聯調階段。

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覆立項，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，於2019年6月啓動建設，建設週期6.5年。目前，HEPS已完成了加速器和第一批光束線站的建設，並開展了多輪束流調試和帶光調試。

HEPS航拍圖（2024年8月拍攝）

2023年3月，直線加速器出束。

2023年11月，增強器出束。

2024年7月，儲存環和前端區設備完成全環封接。

2024年8月，儲存環出束。

首期建設14條用户線站和1條測試線站

2024年10月12日，HEPS儲存環W73扭擺器發射的高能同步光經350米光束線調製抵達HXI實驗站。

2025年1月12日，儲存環束流發射度優化為93皮米弧度。

2025年1月2日，HEPS儲存環成功驗證基於增強器高能累積的置換注入。