高能同步輻射光源直線加速器滿能量出束

國家重大科技基礎設施高能同步輻射光源（HEPS）直線加速器14日滿能量出束，成功加速第一束電子束。這是HEPS裝置建設的又一重要里程碑，標誌著HEPS進入科研設備安裝、調束並行階段。

HEPS被譽為“超級顯微鏡”，其加速器由直線加速器、增強器和儲存環三台獨立的加速器，以及連接彼此間的3條輸運線組成。直線加速器是一台常溫直線加速器，長約49米，是電子的源頭和第一級加速器，用於産生電子，並將電子加速到500兆電子伏（MeV），由端頭的電子槍、聚束單元、加速結構、微波功率源等設備構成。

“HEPS加速電子的過程分為三級：首先由源頭的電子槍産生高品質的電子束，再由直線加速器將電子加速到500MeV的能量，相當於給電子一個初速度；增強器將500MeV的電子束加速到額定的6吉電子伏（GeV，1GeV=10億電子伏）；達到6GeV的電子束團由增強器環裏引出，再注入專門為發射同步光準備的儲存環中。”HEPS工程加速器部副主任李京祎介紹。

“作為HEPS率先進入設備安裝的先行軍，直線加速器建設團隊提前規劃，認真組織，克服了基建施工、設備安裝並行作業等困難。”李京祎説。2022年3月，直線加速器啟動隧道設備安裝開始，歷經4個月完成全部設備安裝，並於2022年9月完成系統聯調；經過充分磨合和準備，3月9日啟動調束，實現束流全線貫通，取得開門紅；3月14日，直線加速器束流能量達到500MeV、末端電荷量達到額定2.5納庫以上。

李京祎表示，未來研究團隊將繼續優化直線加速器的電子束，使得它的性能指標達到更高水準，同時他們將調試增強器設備。“爭取今年年底前，增強器能夠輸出滿能量的電子束。”李京祎説。

“直線加速器成功滿能量出束，拉開了HEPS加速器調束的序幕，調束團隊將在此基礎上進行參數優化和性能提升，以優化直線加速器性能指標，併為後續增強器、儲存環的建設打下堅實基礎。”HEPS工程總指揮潘衛民説。

據悉，建成後的HEPS，將是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，也將是中國第一台高能量同步輻射光源，將和我國現有的光源形成能區互補，對提升我國國家發展戰略與前沿基礎科學和高技術領域的原始創新能力具有重大意義。