3月27日，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高能同步輻射光源（HEPS）正式宣布啟動帶光聯(lián)調(diào)，標(biāo)志著HEPS裝置建設(shè)進(jìn)入沖刺階段。

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束流品質(zhì)優(yōu)異

HEPS是設(shè)計(jì)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，由中國科學(xué)院高能物理研究所承擔(dān)建設(shè)。

HEPS于2019年6月啟動建設(shè)，建設(shè)周期6.5年，目前已完成了加速器和第一批光束線站的建設(shè)，并開展了多輪束流調(diào)試和帶光調(diào)試。

▲HEPS航拍圖

電子束流發(fā)射度越小，束流的品質(zhì)越好，發(fā)出的同步輻射光的亮度越高。截至2025年1月，經(jīng)過多輪束流調(diào)試，HEPS儲存環(huán)束流流強(qiáng)達(dá)到40毫安以上，發(fā)射度降低到93皮米弧度。

HEPS還成功驗(yàn)證了一種創(chuàng)新的注入引出機(jī)制，減小了增強(qiáng)器低能階段對單束團(tuán)電荷量的需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了引出束流的循環(huán)再利用，使得HEPS加速器更加綠色環(huán)保。

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高質(zhì)量X射線成像

HEPS首期建設(shè)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，HEPS儲存環(huán)W73扭擺器發(fā)射的高能同步光經(jīng)350米光束線調(diào)制抵達(dá)HXI實(shí)驗(yàn)站。

▲2024年10月12日，HEPS儲存環(huán)W73扭擺器發(fā)射的高能同步光經(jīng)350米光束線調(diào)制抵達(dá)HXI實(shí)驗(yàn)站

經(jīng)過帶光調(diào)試，線站團(tuán)隊(duì)利用鋼板預(yù)制裂紋標(biāo)樣，結(jié)合自主研發(fā)的超高像素?cái)?shù)、高分辨、高靈敏的面探測器，開展相襯成像對比實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與常規(guī)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。

線站團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的高能X射線成像探測器，在衍射成像模式下，單次掃描即可并行獲得幾十萬個樣品點(diǎn)的衍射信號，極大地提高了衍射成像數(shù)據(jù)獲取效率。

同時(shí)，HXI線站依托HEPS高能、低發(fā)射度的優(yōu)勢，創(chuàng)新設(shè)計(jì)插入件組，采用超長物源距，可提供能量高達(dá)300千電子伏特的高能X光，空間相干長度是國際先進(jìn)水平的3.5倍。

HXI線站可實(shí)現(xiàn)此前難以兼得的，強(qiáng)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(lǐng)域提供強(qiáng)有力的科研支撐。

▲首期建設(shè)14條用戶線站和1條測試線站

同時(shí)，首期多條光束線站啟動帶光調(diào)試，開展特色樣品實(shí)驗(yàn)。儲存環(huán)電子束流品質(zhì)的優(yōu)化，使得光束線站實(shí)驗(yàn)質(zhì)量進(jìn)一步提升，HEPS工程正式進(jìn)入帶光聯(lián)調(diào)階段。

來源：中國科學(xué)院高能物理研究所

責(zé)任編輯：王穎