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高能同步輻射光源科研設(shè)備順利安裝大科學(xué)裝置進入戰(zhàn)略性時代

作者： 2021年06月30日來源：瀏覽量：

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2021年是“十四五”的開局之年，我國的重大科技項目由建設(shè)為主轉(zhuǎn)向了建設(shè)與運行并重的關(guān)鍵階段。工程材料、基礎(chǔ)科學(xué)等領(lǐng)域前瞻性和系統(tǒng)性的研究進一步加深，大型科學(xué)裝置戰(zhàn)略部署

　　2021年是“十四五”的開局之年，我國的重大科技項目由建設(shè)為主轉(zhuǎn)向了建設(shè)與運行并重的關(guān)鍵階段。工程材料、基礎(chǔ)科學(xué)等領(lǐng)域前瞻性和系統(tǒng)性的研究進一步加深，大型科學(xué)裝置戰(zhàn)略部署提上日程。技術(shù)如同放大鏡，探測著微觀世界，為國家重大戰(zhàn)略需求和前沿基礎(chǔ)科學(xué)研究提供技術(shù)平臺。

　　6月28日，大科學(xué)裝置高能同步輻射光源(以下簡稱“HEPS”)首臺科研設(shè)備——電子槍順利完成安裝，標(biāo)志著HEPS工程建設(shè)正式進入設(shè)備安裝階段。同時，也標(biāo)志著我國大科學(xué)裝置的技術(shù)和應(yīng)用深入發(fā)展。

　　HEPS 是一種高亮的大號“顯微鏡”，包括加速器、光束線和實驗站，是工程材料、基礎(chǔ)科學(xué)等戰(zhàn)略高技術(shù)研究不可或缺的手段。環(huán)形加速器中產(chǎn)生的高通量X光經(jīng)過“通道”到達HEPS，能夠提供能量高達300 keV的X射線，并通過對微觀結(jié)構(gòu)多維度、實時、原位表征，解析物質(zhì)結(jié)構(gòu)生成及其演化的全周期全過程，揭示微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)生成演化的機制，剖析微觀物質(zhì)構(gòu)成，為物質(zhì)調(diào)控提供基礎(chǔ)支撐。

　　相比第三代光源，HEPS有明顯優(yōu)勢。HEPS的亮度比高出兩個數(shù)量級(百倍)及以上。為保證該種先進光源的建設(shè)能力，中國科學(xué)院高能物理研究所于“十二五”期間就開展了高能同步輻射光源驗證裝置的建設(shè)，即在加速器、光束線和實驗站上研制關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)驗證，解決高能同步輻射光源正式建設(shè)中技術(shù)上的薄弱環(huán)節(jié)，為HEPS的建設(shè)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

　　電子槍位于HEPS直線加速器端頭，由槍體、陶瓷桶、防暈環(huán)、陰柵組件4大部件構(gòu)成，是加速電子產(chǎn)生的源頭。作為首臺安裝的科研設(shè)備，電子槍的關(guān)鍵難點是陰柵組件。為此，中科院高能所提前布局，通過多年的技術(shù)攻關(guān)、苦心鉆研，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。

　　據(jù)中科院院士、中科院高能所所長王貽芳介紹，早在“十三五”期間，由國家發(fā)展改革委立項支持、中國科學(xué)院高能物理研究所承擔(dān)建設(shè)的HEPS項目已啟動，項目建設(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。

　　建成時，HEPS將成為高能量同步輻射光源、亮度最高的第四代同步輻射光源之一，可滿足與國家發(fā)展戰(zhàn)略和工業(yè)核心需求相關(guān)研究的迫切需求，為基礎(chǔ)科學(xué)和工程科學(xué)等領(lǐng)域原創(chuàng)性、突破性創(chuàng)新研究提供重要支撐平臺，形成具有強競爭力的綜合性大裝置集群，對材料科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展具有重要作用。

　　電子槍安裝成功的同時，先進光源技術(shù)研發(fā)與測試平臺(PAPS)也啟動試運行，為HEPS提供技術(shù)研發(fā)與測試支撐能力。PAPS的超導(dǎo)高頻及低溫、精密磁鐵測量、X射線光學(xué)檢測等設(shè)備開機運轉(zhuǎn)，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。

　　適逢建黨百年，恰是我國風(fēng)華正茂時。多年來，我國多個科研領(lǐng)域不斷汲取力量，百煉成鋼。無論是HEPS電子槍的順利安裝還是神州十二號載人航天的成功發(fā)射，都印證著科學(xué)技術(shù)開花結(jié)果。未來征途，講好中國故事、傳遞中國聲音的任務(wù)仍在繼續(xù)，百年榮光賡續(xù)傳承。

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