高能同步辐射光源加速器建设成功 调束进入快行道

  8月18日，高能同步辐射光源（HEPS）储存环流强达到12毫安，这是HEPS建设的又一重要里程碑，标志着HEPS加速器建设成功，进入了调束快行道。

  HEPS工程总指挥、中国科学院高能物理研究所研究员潘卫民表示，“储存环成功实现束流存储是一项重大进展，这表明我们前期的设备安装、调试非常成功，也标志着HEPS光源进入了一个新的阶段。接下来的几个月内，HEPS调束团队将持续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。”

  HEPS是我国及亚洲首台第四代同步辐射光源，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，HEPS加速器设计团队创新性地融合了包含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，完成了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，HEPS还首次提出并采用了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。

  潘卫民表示，“调束初期，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，例如一个硬阻拦或设备安装错位，都会影响电子束的轨迹，另外，HEPS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年的建设，今年7月1日HEPS储存环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。

  7月23日，HEPS储存环正式开机调束；8月6日，HEPS储存环成功实现单束团电子束存储，流强约60微安，寿命超过1分钟；8月18日，HEPS储存环成功存储35个束团，流强达到12毫安。

  据介绍，开机以来，HEPS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。

  焦毅介绍，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，各自发挥所长，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、局部轨道调节等能想到的各种手段，克服了各项困难和挑战。

  HEPS科学技术委员会主任、储存环调束总顾问陈森玉院士在参加调束后表示，“HEPS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，其调束任务是异常艰巨的。HEPS调束团队在很短的时间内就取得了很好的调束成果，可以说几乎没有走一点弯路，表现出色”。

  HEPS是我国“十三五”期间优先建设的国家重大科技基础设施之一，是国家发展改革委批复立项，中国科学院、北京市共建怀柔科学城的核心装置，由中国科学院高能物理研究所承担建设，于2019年6月启动建设，建设周期6.5年。目前，HEPS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，HEPS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，将与我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。（记者宋雅娟 肖春芳）