直線加速器滿能量出束 HEPS成功加速第一束電子束

我公司固態(tài)調(diào)制器助力HEPS高能同步輻射光源成功加速第一束電子束

2023-04-07 09:11

（央視新聞）直線加速器滿能量出束 HEPS成功加速第一束電子束

文章來源： | 發(fā)布時間：2023-03-14 | 【打印】【關(guān)閉】 | 瀏覽：

　　2023年3月14日，“十三五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高能同步輻射光源（HEPS）直線加速器滿能量出束，成功加速第一束電子束，是HEPS裝置建設(shè)的又一重要里程碑，HEPS進(jìn)入科研設(shè)備安裝、調(diào)束并行階段。

　　HEPS直線加速器是一臺常溫直線加速器，長約49米，用于產(chǎn)生電子，并將電子加速到500MeV，是電子的源頭和第一級加速器，由端頭的電子槍、聚束單元、加速結(jié)構(gòu)、微波功率源等設(shè)備構(gòu)成。

　　“作為HEPS率先進(jìn)入設(shè)備安裝的先行軍，直線加速器建設(shè)團(tuán)隊(duì)提前規(guī)劃，認(rèn)真組織，克服基建施工、設(shè)備安裝并行作業(yè)等困難”，HEPS工程加速器部副主任李京祎說。自2022年3月啟動隧道設(shè)備安裝開始，歷經(jīng)4個月完成全部設(shè)備安裝，并于2022年9月完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和高功率老練。經(jīng)過充分磨合和準(zhǔn)備，3月9日啟動調(diào)束，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(dá)到500 MeV，末端電荷量達(dá)到額定2.5nC以上。HEPS工程總指揮潘衛(wèi)民說，“直線加速器成功滿能量出束，拉開了HEPS加速器調(diào)束的序幕，調(diào)束團(tuán)隊(duì)將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化和性能提升，以優(yōu)化直線加速器性能指標(biāo)，并為后續(xù)增強(qiáng)器、儲存環(huán)的建設(shè)打下堅實(shí)基礎(chǔ)”。

　　直線加速器建設(shè)過程中，物理設(shè)計和設(shè)備研發(fā)團(tuán)隊(duì)堅持技術(shù)創(chuàng)新，取得多項(xiàng)成果：自主開發(fā)全新上層調(diào)束軟件平臺Pyapas和面向物理的調(diào)束軟件，可實(shí)現(xiàn)多運(yùn)行模式調(diào)試；創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)水冷結(jié)構(gòu)和對稱式功率耦合器的加速結(jié)構(gòu)，簡化了加工工藝的同時，高功率測試加速梯度達(dá)到33MV/m，處于國際同類設(shè)備先進(jìn)水平；基于絕緣柵雙極晶體管的固態(tài)調(diào)制器，脈沖重復(fù)穩(wěn)定度優(yōu)于0.02%，相比人工線型調(diào)制器提高近一個量級；長壽命、高流強(qiáng)的陰柵組件研制成功，發(fā)射電流達(dá)到14.7A，電流發(fā)射密度≥10A/cm^2，壽命大于9000小時。潘衛(wèi)民指出，這些成果為HEPS加速器的建設(shè)、調(diào)束、運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)保障，也為先進(jìn)光源建設(shè)提供了堅實(shí)的技術(shù)儲備。

　　HEPS是中科院、北京市共建懷柔科學(xué)城的核心裝置，由國家發(fā)展改革委批復(fù)立項(xiàng)，中科院高能所承擔(dān)建設(shè),自2019年6月啟動建設(shè)，建設(shè)周期6.5年。建成后，HEPS將是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，也將是中國第一臺高能量同步輻射光源，將和我國現(xiàn)有的光源形成能區(qū)互補(bǔ)，對提升我國國家發(fā)展戰(zhàn)略與前沿基礎(chǔ)科學(xué)和高技術(shù)領(lǐng)域的原始創(chuàng)新能力具有重大意義。日前，HEPS增強(qiáng)器全線貫通、儲存環(huán)隧道設(shè)備啟動安裝、光束線站前端區(qū)啟動試安裝，HEPS全面進(jìn)入科研設(shè)備安裝階段。