进入冲刺阶段！高能同步辐射光源启动带光联调 | 科技前线

3月27日，国家重大科技基础设施高能同步辐射光源（HEPS）正式宣布启动带光联调，标志着HEPS装置建设进入冲刺阶段。

01

束流品质优异

HEPS是设计亮度世界最高的第四代同步辐射光源，也是我国第一台高能量同步辐射光源，由中国科学院高能物理研究所承担建设。

HEPS于2019年6月启动建设，建设周期6.5年，目前已完成了加速器和第一批光束线站的建设，并开展了多轮束流调试和带光调试。

▲HEPS航拍图

电子束流发射度越小，束流的品质越好，发出的同步辐射光的亮度越高。截至2025年1月，经过多轮束流调试，HEPS储存环束流流强达到40毫安以上，发射度降低到93皮米弧度。

HEPS还成功验证了一种创新的注入引出机制，减小了增强器低能阶段对单束团电荷量的需求，同时实现了引出束流的循环再利用，使得HEPS加速器更加绿色环保。

02

高质量X射线成像

HEPS首期建设14条用户光束线站和1条测试线站。其中，硬X射线成像线站（HXI）是HEPS的特色线站之一，可提供高空间相干的高能X射线。

2024年10月12日，HEPS储存环W73扭摆器发射的高能同步光经350米光束线调制抵达HXI实验站。

▲2024年10月12日，HEPS储存环W73扭摆器发射的高能同步光经350米光束线调制抵达HXI实验站

经过带光调试，线站团队利用钢板预制裂纹标样，结合自主研发的超高像素数、高分辨、高灵敏的面探测器，开展相衬成像对比实验。

实验结果表明，与常规光源对比，HXI线站的光穿透更深、分辨率更高，灵敏度显著提高，可检出的裂纹显著增加，成像的对比度也大大提高。

线站团队自主研发的高能X射线成像探测器，在衍射成像模式下，单次扫描即可并行获得几十万个样品点的衍射信号，极大地提高了衍射成像数据获取效率。

同时，HXI线站依托HEPS高能、低发射度的优势，创新设计插入件组，采用超长物源距，可提供能量高达300千电子伏特的高能X光，空间相干长度是国际先进水平的3.5倍。

HXI线站可实现此前难以兼得的，强穿透且高灵敏度、大视场且高分辨X射线成像，将为航空航天工程材料研究、全脑介观3D成像等前沿领域提供强有力的科研支撑。

▲首期建设14条用户线站和1条测试线站

同时，首期多条光束线站启动带光调试，开展特色样品实验。储存环电子束流品质的优化，使得光束线站实验质量进一步提升，HEPS工程正式进入带光联调阶段。

来源：中国科学院高能物理研究所

责任编辑：王颖