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(資料圖片)

北京日報客戶端 | 記者 劉蘇雅

3月14日，位于懷柔科學城的“十三五”國家重大科技基礎設施高能同步輻射光源直線加速器滿能量出束，成功加速第一束電子。自此，光源進入科研設備安裝、調束并行階段，向產生世界最“亮”的光再邁進一步。

在光源直線加速器控制室，繁復的實時監測數據在一塊塊屏幕上不停跳動。直線加速器是電子的源頭和第一級加速器，為電子賦予初始動能，隨著高能同步輻射光源工程總指揮潘衛民下達指令，電子槍內部電壓迅速升高，一束經過精心調制的電子被電壓牽引，從靜止開始加速并從電子槍口“射”出，在長約49米的直線加速器中奔跑起來。加速器上還規則排布著五顏六色、形狀各異的磁鐵，用來保證電子束“走直線”。

2022年，直線加速器就已經完成了設備安裝、聯調、磨合等前期工作。高能同步輻射光源工程加速器部副主任李京祎介紹，數天前，直線加速器正式啟動調束，電子槍每秒都會“射”出百億量級的電子，實現束流全線貫通，取得了“開門紅”。但起初，大部分電子并不“聽話”，只有20%左右的電子能按既定路線到達加速器末端。經過反復調試磨合，14日，直線加速器提升至“滿能量”的500兆電子伏特，末端電荷量達到額定2.5納庫以上——超過90%的電子都能順利抵達目標，達到了設計要求。

“高能光源顧名思義，就是通過將電子加速至接近光速，讓其產生穩定、高能量、高亮度的同步輻射光，‘照亮’物質的微觀結構。我們現在對電子束所做的第一級加速，就是解決了高能電子‘從無到有’的關鍵一環。”李京祎介紹，下一步團隊要在此基礎上，繼續優化直線加速器的電子束品質，并著手調試增強器的相關設備，爭取在今年內實現將電子加速至6千兆電子伏。

在直線加速器的建設過程中，研發團隊還實現了多項技術創新。長壽命、高流強的陰柵組件研制成功，發射電流達到14.7安培，壽命大于9000小時；創新設計內水冷結構和對稱式功率耦合器的加速結構，不僅簡化了加工工藝，性能也處于國際同類設備先進水平；基于絕緣柵雙極晶體管的固態調制器，其重復穩定度比人工線型調制器提高了近一個量級。

“直線加速器成功滿能量出束，拉開了光源加速器調束的序幕，調束團隊將在此基礎上進行參數優化和性能提升，優化直線加速器性能指標，并為后續增強器、儲存環的建設打下堅實基礎。”潘衛民說。

高能同步輻射光源是中科院、北京市共建的懷柔科學城核心裝置，由國家發展改革委批復立項，中科院高能所承擔建設。建成后，它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、高技術領域的原始創新能力具有重大意義。

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