高能同步輻射光源加速器建設成功　調束進入快行道

（大公文匯網 記者 劉凝哲）中國及亞洲首台第四代同步輻射光源HEPS的建設迎來又一重要里程碑。8月18日，HEPS儲存環流強達到12毫安，這標誌着HEPS加速器建設成功，進入了調束快行道。建成後的HEPS可發射比太陽亮度高一萬億倍的光，使中國繼歐、美之後躋身為世界三大第四代高能同步輻射光源所在地之一，與中國現有的光源形成能區互補，面向航空航天、能源環境、生命醫藥等領域用戶開放。

HEPS是全球首批10皮米弧度量級自然發射度的光源之一，其核心是一台具有極低發射度的全新儲存環加速器，物理設計極具挑戰性。在國際通用的混合多彎鐵消色散結構基礎上，HEPS加速器設計團隊創新性地融合了包含縱向梯度二極鐵和反向彎轉二極鐵的新型單元節等多項創新設計，完成了國際已建及在建同類光源中自然發射度指標最高的儲存環設計方案。同時，HEPS還首次提出並採用了基於增強器高能累積的置換注入方案，為高電荷量束團置換注入開闢了新路徑。

「為了實現國際一流的加速器及光源整體性能，磁鐵、電源、真空、注入、機械、準直、高頻、束測、控制、定時、插入件等硬件指標要達到第四代光源的高標準和高要求。」HEPS工程總指揮潘衛民研究員表示，調束初期，儲存環就有1776塊磁鐵，2500餘台電源，578個電子束流位置探測器，1360米真空室，3個高頻腔，2台脈衝衝擊器和切割磁鐵，控制信號超過10萬路，任何一個微小的硬件錯誤，例如一個硬阻攔或設備安裝錯位，都會影響電子束的軌跡。

經過5年的建設，今年7月1日HEPS儲存環完成全部設備研製和安裝，啟動多系統聯合調試，隨後加速器物理與各硬件系統交叉協作，完成磁鐵極性測試、硬件遠控測試、調束軟件-硬件測試等加速器聯合調試。此外，為了應對超低發射度儲存環首圈調束可能面臨的各種挑戰，加速器物理與束測系統基於增強器開展了大量的束流實驗，為儲存環調束監測手段做了充分準備。

7月23日12點45分，HEPS儲存環正式開機調束。當天，開機僅三個小時即實現了單束團電子束的高能輸運線傳輸及儲存環首次在軸注入，隨後成功實現單束團電子束繞儲存環首次循環貫通。開機以來，HEPS加速器部副主任焦毅研究員帶領平均年齡僅34歲的調束團隊，每天24小時不間斷地進行調束。

焦毅表示，儲存環調束面臨物理孔徑嚴格限制（兩台切割磁鐵處垂直物理孔徑僅±2.5毫米）、動力學孔徑小（約1毫米）、軌道響應非線性顯著、可調變量極多（僅校正子即有1000多個變量）、調束初期束流狀態監測精度受限等多重困難和挑戰，調束團隊成員通力協作，各自發揮所長，通過採用逐校正子強度掃描、校正子組合搭配、工作點調節、高頻頻率及其他參數優化、脈衝元件參數掃描、注入延時調節、注入束參數優化、六極鐵強度優化、局部軌道調節等能想到的各種手段，克服了各項困難和挑戰。

8月6日凌晨，HEPS儲存環首次成功實現單束團束流存儲。隨後啟動多束團注入調試，並通過斜四極鐵強度調節、全局及局部閉軌測量與校正、注入束電荷量及穩定性優化等手段，持續提升存儲流強和束流壽命。8月18日，儲存環成功存儲35個束團，流強達到12毫安。潘衛民表示，儲存環成功實現束流存儲是一項重大進展，這表明前期的設備安裝、調試非常成功，也標誌着HEPS光源進入了一個新的階段。

HEPS科學技術委員會主任、儲存環調束總顧問陳森玉院士在親自參加調束後表示，「HEPS儲存環僅有毫米級的動力學孔徑，加上注入引出區存在兩個垂直方向±2.5毫米的物理孔徑限制，其調束任務是異常艱巨的。HEPS調束團隊在很短的時間內就取得了很好的調束成果，可以說幾乎沒有走一點彎路，表現出色」。在接下來的幾個月內，HEPS調束團隊將再接再厲，提升和優化電子束流流強、壽命等參數，力爭盡早為光束線站供光。

HEPS是中國「十三五」期間優先建設的國家重大科技基礎設施之一，是國家發展改革委批覆立項，中國科學院、北京市共建懷柔科學城的核心裝置，由中國科學院高能物理研究所承擔建設，於2019年6月啟動建設，建設周期6.5年。目前，HEPS直線加速器、增強器已滿能量出束，儲存環正在束流調試，光束線站正在加緊設備安裝。