高能同步輻射光源HEPS成功加速第一束電子束

（香港文匯網記者 劉凝哲 北京報道）2023年3月14日，「十三五」國家重大科技基礎設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，這是HEPS裝置建設的又一重要里程碑，標誌着HEPS進入科研設備安裝、調束並行階段。 HEPS是中科院、北京市共建懷柔科學城的核心裝置，由國家發展改革委批複立項，中科院高能所承擔建設，自2019年6月啟動建設，建設周期6.5年。建成後，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。

據介紹，HEPS直線加速器是一台常溫直線加速器，長約49米，用於產生電子，並將電子加速到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、加速結構、微波功率源等設備構成。

「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，克服基建施工、設備安裝並行作業等困難」，HEPS工程加速器部副主任李京禕說。自2022年3月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月完成系統聯調和高功率老練。經過充分磨合和準備，3月9日啟動調束，束流全線貫通，取得開門紅。3月14日，束流能量達到500MeV、末端電荷量達到額定2.5nC以上。HEPS工程總指揮潘衛民說，「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，並為後續增強器、儲存環的建設打下堅實基礎」。

值得一提的是，直線加速器建設過程中，物理設計和設備研發團隊堅持技術創新，取得多項成果。其中，自主開發全新上層調束軟件平台Pyapas和面向物理的調束軟件，可實現多運行模式調試；創新設計內水冷結構和對稱式功率耦合器的加速結構，簡化了加工工藝的同時，高功率測試加速梯度達到33MV/m，處於國際同類設備先進水平；基於絕緣柵雙極晶體管的固態調製器，脈衝重複穩定度優於0.02%，相比人工線型調製器提高近一個量級；長壽命、高流強的陰柵組件研製成功，發射電流達到14.7A，電流發射密度≥10A/cm^2，壽命大於9000小時。潘衛民指出，這些成果為HEPS加速器的建設、調束、運行提供了可靠的技術保障，也為先進光源建設提供了堅實的技術儲備。

HEPS建成後，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，將和中國現有的光源形成能區互補，對提升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。日前，HEPS增強器全線貫通、儲存環隧道設備啟動安裝、光束線站前端區啟動試安裝，HEPS全面進入科研設備安裝階段。