據(jù)中國科學(xué)院高能物理研究所和科技日報報道，6月28日上午，高能同步輻射光源（HEPS）的首臺科研設(shè)備——電子槍——在北京懷柔科學(xué)城安裝完成。

電子槍位于HEPS的直線加速器的源頭。在HEPS運行時，電子從電子槍中被發(fā)射出來，由約50米長的直線加速器加速到0.5GeV。隨后電子被轉(zhuǎn)移到454米周長的增強器中，被加速到6GeV。隨后電子被轉(zhuǎn)移到1360米長的儲存環(huán)中，發(fā)出同步輻射。

當(dāng)儲存環(huán)中的電子束被偏折時，會在運動的切線方向上發(fā)出X射線。這種效應(yīng)首先在同步電子加速器中被發(fā)現(xiàn)，所以被稱為同步輻射。生物、化工、材料等學(xué)科可以利用同步輻射對樣品進行高精度顯微成像，可將同步輻射光源看成一臺極亮的X射線“顯微鏡”，具有廣泛的應(yīng)用前景。

當(dāng)天安裝的電子槍采用全國產(chǎn)技術(shù)，自主設(shè)計、國內(nèi)加工。電子槍由槍體、陶瓷桶、防暈環(huán)、陰柵組件4大部件構(gòu)成，其中陰柵組件是電子槍的關(guān)鍵“卡脖子”部件。“中科院高能所提前布局，通過多年的技術(shù)攻關(guān)，克服諸多困難，解決了陰極發(fā)射以及微米級柵網(wǎng)編制、變形和焊接等難題，目前已基本實現(xiàn)陰柵組件的國產(chǎn)化。”中科院院士、中科院高能所所長王貽芳說。

HEPS的亮度比第三代光源高出兩個數(shù)量級（百倍）及以上，“可以更清楚地了解材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這對材料科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展具有重要作用。”王貽芳說。建成時，HEPS將成為中國第一臺第四代同步輻射光源，與世界上正在運行的美國先進光子源（APS）、歐洲同步輻射裝置（ESRF）、日本Spring-8、德國的PETRA-Ⅲ一起，構(gòu)成世界五大同步輻射光源。

第四代同步輻射光源相比第三代同步輻射光源，采用多彎鐵消色散結(jié)構(gòu)，光束可以達到衍射極限。光源的設(shè)計原理也從第三代的幾何光學(xué)變?yōu)榈谒拇南喔晒鈱W(xué)。我國第三代同步輻射光源上海光源已經(jīng)產(chǎn)出了大量有價值的科學(xué)成果，但其使用時間已經(jīng)供不應(yīng)求，工程擴建也已逼近極限。

HEPS工程于2019年6月29日開工建設(shè)，建設(shè)周期6.5年。截至2021年6月底，HEPS建安工程約完成總工程量的70%，磁鐵、電源等設(shè)備完成樣機試制，進入批量加工階段，束流位置測量電子學(xué)、像素陣列探測器研制取得階段性進展。預(yù)計2022年初，各建筑單體全部交付使用，HEPS將全面轉(zhuǎn)入設(shè)備安裝階段。

當(dāng)天，為HEPS提供技術(shù)研發(fā)與測試支撐能力的先進光源技術(shù)研發(fā)與測試平臺（PAPS）轉(zhuǎn)入試運行。

PAPS項目位于HEPS裝置對面，于2017年5月啟動建設(shè)，用地面積為42640平方米，建筑面積為21295平方米，建設(shè)周期為4年。PAPS將會開展前瞻性和系統(tǒng)性的研究，解決HEPS建設(shè)所需的超導(dǎo)高頻及低溫、精密磁鐵測量、探測器技術(shù)研發(fā)測試、X射線光學(xué)檢測等一系列關(guān)鍵技術(shù)，為先進光源建設(shè)、運行及后續(xù)發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。

目前，PAPS項目已取得了多項成果，尤其是在1.3GHz 9腔室（9-cell）超導(dǎo)腔研制方面達到國際領(lǐng)先水平。該項目于2021年6月18日通過工藝測試驗收，項目各系統(tǒng)工藝性能指標全部達到、部分優(yōu)于驗收指標，高質(zhì)量地實現(xiàn)了該項目的建設(shè)目標。

HEPS、PAPS項目地處北京懷柔科學(xué)城。“十三五”時期在懷柔科學(xué)城布局的29個科學(xué)設(shè)施平臺已經(jīng)全部開工。