加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點,為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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硬X射線自由電子激光裝置注入器實現(xiàn)100MeV束流加速

2024-11-05 上海高等研究院
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10月30日,硬X射線自由電子激光裝置(SHINE)開啟注入器束流調(diào)試并實現(xiàn)束流貫通。束流加速能量達(dá)到工程設(shè)計要求的100兆電子伏特(MeV)。

SHINE作為最新一代基于連續(xù)波超導(dǎo)加速器的高重頻自由電子激光裝置,將建設(shè)1臺電子能量8吉電子伏特的超導(dǎo)直線加速器和若干波蕩器線、光束線及實驗站。注入器是SHINE直線加速器的主要組成部分之一,包含一臺光陰極常溫連續(xù)波甚高頻(VHF)電子槍、一個常溫L波段聚束器、工作在2K液氦溫區(qū)的一臺單腔超導(dǎo)加速模組和八腔超導(dǎo)加速模組等束流加速設(shè)備。SHINE注入器在國內(nèi)率先實現(xiàn)了一系列關(guān)鍵技術(shù)突破,如VHF電子槍、高品質(zhì)因數(shù)連續(xù)波超導(dǎo)射頻加速模組等,采用了束流微聚束控制、束流測量和束團(tuán)分配的多項關(guān)鍵技術(shù),如控制能散的激光電子束加熱器、測量束長的S波段偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、分配束團(tuán)的脈沖磁鐵等。

電子槍發(fā)射的20皮庫(pC)束團(tuán)電荷量經(jīng)聚束器加速后,首次進(jìn)入超導(dǎo)模組段加速單元?,F(xiàn)場調(diào)試人員依次完成兩臺超導(dǎo)加速模組共9支超導(dǎo)加速腔的幅相調(diào)節(jié)和相位掃描,且束流加速能量達(dá)到工程設(shè)計要求的100MeV。經(jīng)初步優(yōu)化,束團(tuán)電荷量為20pC、重復(fù)頻率為10Hz、能量為100MeV的束流抵達(dá)注入器末端的45kW滿功率廢束桶,實現(xiàn)注入器束流貫通。

目前,SHINE直線加速器工藝設(shè)備已全面進(jìn)入加工制造和安裝階段,預(yù)計整個SHINE直線加速器將在2027年第二季度完成調(diào)束并達(dá)到驗收指標(biāo)。

SHINE的建成將使我國擁有最新的高重頻、高峰值亮度、納米級超高空間分辨能力和飛秒級超快時間分辨能力的X射線自由電子激光裝置,為物理、化學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等學(xué)科提供高分辨成像、超快過程探索、先進(jìn)結(jié)構(gòu)解析等研究手段。

中國科學(xué)院上海高等研究院作為項目主要建設(shè)單位之一,負(fù)責(zé)硬X射線自由電子激光裝置加速器總體、公用設(shè)施總體工程建設(shè)任務(wù),參與束線站總體工程建設(shè)工作。此次100MeV出束的注入器由上海高研院負(fù)責(zé)研制、集成和調(diào)試。

打印 責(zé)任編輯:侯茜

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