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科技推动力：大科学装置高能同步辐射光源 今天启动带光联调 装置建设进入冲刺阶段

大屏幕这个像放大镜一样的装置就是位于北京怀柔科学城的国家重大科技基础设施——高能同步辐射光源。这个装置占地面积约90个足球场，要照亮的却是纳米级的微观世界。经过5年多的建设，高能同步辐射光源已经成功发出了第一束光，并于今天正式宣布启动带光联调，装置建设进入了冲刺阶段。 高能同步辐射光源是一种什么样的装置？这个装置到底有什么用呢？ 高能同步辐射光源是设计亮度世界最高的第四代同步辐射光源，也是我国第一台高能量同步辐射光源。电子束流的发射度是衡量同步辐射光源性能的重要指标之一，发射度越小束流的品质就越好，发出的同步辐射光的亮度也就越高。 据了解，截止到2025年1月，经过多轮束流调试，高能同步辐射光源储存环束流流强达到了40毫安以上，发射度降低到93皮米弧度。 高能同步辐射光源是一种提供高性能 X 射线的大科学装置，可以发出能量高达300千电子伏特的X光，亮度可达太阳光的一万亿倍。它的作用就好比一个放大镜，具有超强的穿透力和分辨率，这就为更深层探索我们过去无法看到的一些精细的物质内部结构提供了很好的平台，可以为例如航空航天、能源环境、生命医药等领域的研究提供技术支撑。 高能同步辐射光源2019年6月启动建设，建设周期6.5年。目前已完成了加速器和第一批7条光束线站的建设，并开展了多轮束流调试和带光调试。 高能同步辐射光源是一种提供高性能 X 射线的大科学装置，可以发出能量高达300千电子伏特的X光，亮度可达太阳光的一万亿倍。比太阳亮万亿倍的光竟有多亮？这么亮的光到底能做什么呢？ 我们知道看见物体需要光，看清物体的内部则需要的是 X 光，比太阳亮万亿倍，这就是北京高能同步辐射光源（HEPS）产生的 X 光。 这个大国重器外形看上去其实像一个“超级放大镜”，也被很多人亲切的称之为“地球修正带”，它现在俨然已经成为了怀柔科学城的一个“高能”地标。 这么亮的光究竟能做什么呢？很多人都有在医院拍 CT 、做 X 片的经历，它能够让我们身体特定部位的关键细节清清楚楚、一目了然。这个 HAPS 就好像是一个巨型的 X 光机，它产生的光要比普通的 X 光机要亮10亿倍，这么亮的光如果照在特定的物质上会发生什么效果呢？ 第一个图像是用普通的 X 光机做出来的，是一片黑；第二个图像是通过高能光源做出来的，就非常清晰。用高能光源看到内部的裂纹非常清楚。 它可以用于材料检测，比如一些钛合金材料，包括航空航天的一些设备 和材料，检测它有没有裂痕，加工当中有没有裂痕，服役当中有没有裂痕。 总结起来， HAPS有两大硬核本领，一是可以像超级显微镜一样无限地放大，看清到原子级别的精细结构；二是可以动态捕捉，它可以捕捉微观粒子这样皮秒级别超快瞬间的动态变化过程。大到飞机探伤，小到细胞的分子结构都有光源的用武之地。 比如利用以前的光源人们就已经看到了 SARS 病毒的分子结构，还研究了砒霜治疗白血病的机理，我们完全有理由相信第四代高能同步辐射光源能够带给我们更多的期待和发现。 这台“巨型X光机”高能同步辐射光源是如何工作的？它运行的科学原理是什么？ 这个形似放大镜的装置就是高能同步辐射光源，英文简称HEPS。它主要由直线加速器、增强器、储存环、和光束线站构成。它发射的光具有高能量、高亮度、高分辨、高相干等特点。 高能同步辐射光源它的工作原理就是加速电子，生产光，电子由电子枪产生，并进入直线加速器，经过初步加速升能，在增强器中达到额定能量后，会被注入储存环，在这个巨大的储存环里，电子以非常接近光速的速度沿闭合轨道运动。 在电子运动方向发生偏转时，会沿轨道切线方向稳定释放同步辐射光。这可以形象类比为下雨时，我们在雨中快速地转动雨伞，一簇簇水珠就会沿雨伞的边缘飞出。同步辐射装置中的电子在闭合轨道跑圈后，就会沿着轨道的切线方向甩出同步光。 为了更好地满足不同领域研究人员的实验需求，光束线里安装了各种类型的光学器件，对同步辐射光按照需求进行极高精度的雕琢，满足要求的光最终会被输送到实验站，结合丰富的实验方法和先进的信号探测技术，研究人员就可以对各种环境下的各种样品开展研究，帮助人类探索一个个神秘的微观世界。