懷柔科學城發(fā)出“最亮的光”！高能同步輻射光源啟動帶光聯(lián)調(diào) 創(chuàng)新技術引領未來

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2025-03-28 06:54:34 百家號

3月27日,，國家重大科技基礎設施高能同步輻射光源HEPS宣布啟動帶光聯(lián)調(diào),，標志著該裝置建設進入沖刺階段,。HEPS是設計亮度世界最高的第四代同步輻射光源，也是我國第一臺高能量同步輻射光源,。截至2025年1月,，經(jīng)過多輪束流調(diào)試，HEPS儲存環(huán)束流流強達到了40毫安以上,，發(fā)射度降低到93皮米弧度。電子束流的發(fā)射度越小,，說明電子束在橫向的分散程度越小,，電子束的運動分布越接近于束流的軸向，束流的品質(zhì)越好,，發(fā)出的同步輻射光的亮度越高,。

懷柔科學城發(fā)出“最亮的光”！高能同步輻射光源啟動帶光聯(lián)調(diào)

HEPS工程總指揮潘衛(wèi)民介紹,，今年1月,，HEPS實現(xiàn)了一種創(chuàng)新的注入引出機制，即基于增強器高能累積的置換注入,。這種方案利用增強器作為高能累積環(huán),，將儲存環(huán)中待替換的束團引出并回注到增強器中，與低電荷量電子束融合,，累積成高電荷量束團,，經(jīng)進一步加速，再注入至儲存環(huán),，實現(xiàn)在軸置換注入,。這一方法減小了增強器低能階段對單束團電荷量的需求，同時實現(xiàn)了引出束流的循環(huán)再利用,，使HEPS加速器更加綠色環(huán)保,。

HEPS首期建設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HXI實驗站,。經(jīng)過緊張的帶光調(diào)試,，線站團隊利用鋼板預制裂紋標樣，結合自主研發(fā)的超高像素數(shù),、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(guī)光源相比,，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表示,，線站團隊自主研發(fā)的像素數(shù)世界領先的高能X射線成像探測器在衍射成像模式下，單次掃描即可并行獲得幾十萬個樣品點的衍射信號,，極大地提高了衍射成像數(shù)據(jù)獲取效率,。此外，該線站依托HEPS高能,、低發(fā)射度的優(yōu)勢,，創(chuàng)新設計插入件組，采用超長物源距,，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(xiàn)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,，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支持,。

目前,，HEPS已完成加速器和第一批光束線站的建設，并開展了多輪束流調(diào)試和帶光調(diào)試,。該項目是我國“十三五”期間優(yōu)先建設的國家重大科技基礎設施之一,，由中國科學院高能物理研究所承擔建設，于2019年6月啟動,，建設周期6.5年,。

(責任編輯：于浩淙 zx0176)

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