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高能同步辐射光源直线加速器满能量出束
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发布时间:2023-03-17 浏览数:821 来源:中国科学院

3月14日,“十三五”国家重大科技基础设施高能同步辐射光源(HEPS)直线加速器满能量出束,成功加速第一束电子束。这是HEPS装置建设的又一重要里程碑,HEPS进入科研设备安装、调束并行阶段。

  HEPS直线加速器是一台常温直线加速器,长约49米,用于产生电子,并将电子加速到500MeV,是电子的源头和第一级加速器,由端头的电子枪、聚束单元、加速结构、微波功率源等设备构成。

  “作为HEPS率先进入设备安装的‘先行军’,直线加速器建设团队提前规划,认真组织,克服了基建施工、设备安装并行作业等困难”,HEPS工程加速器部副主任李京祎说。自2022年3月启动隧道设备安装开始,历经4个月完成全部设备安装,并于2022年9月完成系统联调和高功率老练。经过充分磨合和准备,3月9日启动调束,束流全线贯通,取得开门红。3月14日,束流能量达到500MeV、末端电荷量达到额定2.5nC以上。HEPS工程总指挥潘卫民说,“直线加速器成功满能量出束,拉开了HEPS加速器调束的序幕,调束团队将在此基础上进行参数优化和性能提升,以优化直线加速器性能指标,并为后续增强器、储存环的建设打下坚实基础。”

  直线加速器建设过程中,物理设计和设备研发团队坚持技术创新,取得多项成果:自主开发全新上层调束软件平台Pyapas和面向物理的调束软件,可实现多运行模式调试;创新设计内水冷结构和对称式功率耦合器的加速结构,简化了加工工艺的同时,高功率测试加速梯度达到33MV/m,处于国际同类设备先进水平;基于绝缘栅双极晶体管的固态调制器,脉冲重复稳定度优于0.02%,相比人工线型调制器提高近一个量级;长寿命、高流强的阴栅组件研制成功,发射电流达到14.7A,电流发射密度≥10A/cm2,寿命大于9000小时。这些成果为HEPS加速器的建设、调束、运行提供了可靠的技术保障,也为先进光源建设提供了坚实的技术储备。

  HEPS是中科院、北京市共建怀柔科学城的核心装置,由国家发展和改革委员会批复立项,中科院高能物理研究所承担建设,2019年6月启动建设,建设周期6.5年。建成后,HEPS将是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一,也将是中国第一台高能量同步辐射光源,将和我国现有的光源形成能区互补,对提升我国国家发展战略与前沿基础科学和高技术领域的原始创新能力具有重大意义。

  直线加速器建设节点:

  2019年6月,物理设计定型冻结;

  2021年3月,第一根加速结构测试验收完成;

  2021年6月,首台科研设备——电子枪安装完成;

  2022年3月,科研设备批量安装启动;

  2022年5月,全线真空封接完成;

  2022年9月,联合调试完成;

  2023年3月,获得辐射安全许可证,直线加速器成功出束。

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HEPS直线加速器隧道内

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