中国大科学装置“高能同步辐射光源”加速器进入调束快行道

　　中新网北京8月19日电 (记者 孙自法)作为中国和亚洲首台第四代同步辐射光源，正在北京怀柔积极建设中的大科学装置——高能同步辐射光源(HEPS)最新又取得一项重要里程碑进展：储存环流强超过10毫安，达到12毫安，标志着高能同步辐射光源加速器进入了调束快行道。

　　中国科学院高能物理研究所(高能所)8月19日下午在建设现场举行高能同步辐射光源储存环调束进展介绍会说，高能同步辐射光源也是全球首批10皮米弧度量级自然发射度的光源之一，其核心是一台具有极低发射度的全新储存环加速器，物理设计极具挑战性。

　　在国际通用的混合多弯铁消色散结构基础上，高能同步辐射光源加速器设计团队通过融合纵向梯度二极铁和反向弯转二极铁的新型单元节等多项创新设计，完成国际已建及在建同类光源中自然发射度指标最高的储存环设计方案。同时，高能同步辐射光源还首次提出并采用基于增强器高能累积的置换注入方案，为高电荷量束团置换注入开辟了新路径。

　　高能同步辐射光源工程总指挥、中国科学院高能所潘卫民研究员指出，为实现国际一流的加速器及光源整体性能，磁铁、电源、真空、注入、机械、准直、高频、束测、控制、定时、插入件等硬件指标要达到第四代光源的高标准和高要求。调束初期，高能同步辐射光源储存环就有1776块磁铁、2500余台电源、578个电子束流位置探测器、1360米真空室、3个高频腔、2台脉冲冲击器和切割磁铁，控制信号超过10万路，任何一个微小的硬件错误，都会影响电子束的轨迹。另外，高能同步辐射光源与众不同，它有注入和引出两块切割磁铁，垂直物理孔径仅两三个毫米，对调束来说，这无疑是一个巨大的挑战。

　　经过5年建设，高能同步辐射光源储存环2024年7月1日完成全部设备研制和安装，启动多系统联合调试，随后加速器物理与各硬件系统交叉协作，完成磁铁极性测试、硬件远控测试、调束软件—硬件测试等加速器联合调试。此外，为应对超低发射度储存环首圈调束可能面临的各种挑战，加速器物理与束测系统基于增强器开展大量束流实验，为储存环调束监测手段做充分准备。

　　7月23日中午，高能同步辐射光源储存环正式开机调束，当天开机仅3小时即实现单束团电子束的高能输运线传输及储存环首次在轴注入，随后成功实现单束团电子束绕储存环首次循环贯通。

　　开机以来，高能同步辐射光源加速器部副主任焦毅研究员带领平均年龄仅34岁的调束团队，每天24小时不间断地进行调束。他说，储存环调束面临物理孔径严格限制(两台切割磁铁处垂直物理孔径仅±2.5毫米)、动力学孔径小(约1毫米)、轨道响应非线性显著、可调变量极多(仅校正子即有1000多个变量)、调束初期束流状态监测精度受限等多重困难和挑战，调束团队成员通力协作，通过采用逐校正子强度扫描、校正子组合搭配、工作点调节、高频频率及其他参数优化、脉冲元件参数扫描、注入延时调节、注入束参数优化、六极铁强度优化、局部轨道调节等多种手段，克服各项困难和挑战。

　　8月6日凌晨，高能同步辐射光源储存环首次成功实现单束团束流存储。随后启动多束团注入调试，并持续提升存储流强和束流寿命。8月18日，该储存环成功存储35个束团，流强达到12毫安。

　　潘卫民表示，储存环成功实现束流存储是一项重大进展，这表明工程前期的设备安装、调试非常成功，也标志着高能同步辐射光源建设进入一个新的阶段。

　　高能同步辐射光源科学技术委员会主任、储存环调束总顾问陈森玉院士现场参加调束后指出，高能同步辐射光源储存环仅有毫米级的动力学孔径，加上注入引出区存在两个垂直方向±2.5毫米的物理孔径限制，其调束任务异常艰巨。调束团队这次在很短时间内就取得很好的调束成果，表现出色。

　　高能同步辐射光源调束团队表示，在接下来的几个月内，他们将再接再厉，提升和优化电子束流流强、寿命等参数，力争尽早为光束线站供光。

　　据了解，高能同步辐射光源是中国“十三五”期间优先建设的国家重大科技基础设施之一，是国家发展和改革委员会批复立项，中国科学院、北京市共建怀柔科学城的核心装置，由中国科学院高能所承担建设。高能同步辐射光源于2019年6月启动建设，建设周期6.5年。目前，其直线加速器、增强器已满能量出束，储存环正在束流调试，光束线站正在加紧设备安装。

　　建成后，高能同步辐射光源可发射比太阳亮度高1万亿倍的光，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，使中国继欧、美之后跻身为世界三大第四代高能同步辐射光源所在地之一，将与中国现有的光源形成能区互补，面向航空航天、能源环境、生命医药等领域用户开放。(完)