Найти в Дзене

Китайский высокоэнергетический источник фотонов вступает в завершающую фазу строительства

Флагманский объект синхротронного излучения в Китае, источник фотонов высокой энергии, вступил в завершающую стадию строительства и начал этап совместной эксплуатации, сообщил в четверг Институт физики высоких энергий Китайской академии наук. Являясь одним из ключевых научных центров Китая, HEPS занимает площадь, примерно равную 90 футбольным полям, но его задача — исследовать микроскопический мир в нанометровом масштабе. Это будет установка синхротронного излучения четвёртого поколения и первый в Китае источник высокоэнергетического света, разработанный для достижения самой высокой яркости в мире. Ожидается, что он начнёт работу к концу этого года. По словам профессора Пань Вэйминя из IHEP, директора проекта HEPS, он послужит исследовательской платформой в области материаловедения, химической инженерии, биомедицины и других сфер. Пэн сказал, что эмиттанс — важнейший параметр, определяющий качество электронного пучка, и в январе этого года в накопительном кольце HEPS был достигнут эмит
Гражданское строительство кампуса HEPS завершено. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]
Гражданское строительство кампуса HEPS завершено. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]

Флагманский объект синхротронного излучения в Китае, источник фотонов высокой энергии, вступил в завершающую стадию строительства и начал этап совместной эксплуатации, сообщил в четверг Институт физики высоких энергий Китайской академии наук.

Являясь одним из ключевых научных центров Китая, HEPS занимает площадь, примерно равную 90 футбольным полям, но его задача — исследовать микроскопический мир в нанометровом масштабе.

Это будет установка синхротронного излучения четвёртого поколения и первый в Китае источник высокоэнергетического света, разработанный для достижения самой высокой яркости в мире. Ожидается, что он начнёт работу к концу этого года.

С помощью линейного ускорителя был получен первый электронный пучок HEPS с энергией 500 МэВ. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]
С помощью линейного ускорителя был получен первый электронный пучок HEPS с энергией 500 МэВ. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]

По словам профессора Пань Вэйминя из IHEP, директора проекта HEPS, он послужит исследовательской платформой в области материаловедения, химической инженерии, биомедицины и других сфер.

Пэн сказал, что эмиттанс — важнейший параметр, определяющий качество электронного пучка, и в январе этого года в накопительном кольце HEPS был достигнут эмиттанс электронного пучка мирового уровня — 93 пм·рад при токе пучка более 40 мА. Установка способна генерировать самое качественное в мире яркое синхротронное излучение.

«Меньший эмиттанс уменьшает боковую расходимость электронного пучка, тем самым повышая яркость синхротронного излучения», — сказал он.

Пучок электронов HEPS достиг более 5 нКл заряда пучка при 6 ГэВ с помощью ускорителя. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]
Пучок электронов HEPS достиг более 5 нКл заряда пучка при 6 ГэВ с помощью ускорителя. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]

HEPS состоит из ускорителей, пучковых линий, конечных станций и вспомогательных объектов. Строительство IHEP началось в 2019 году в районе Хуайжоу в Пекине.

«Объект построен на 3-метровой бетонной плите и 0,8-метровой железобетонной плите, которые объединяют всю конструкцию и обеспечивают микровибрацию менее 25 нанометров во время работы. В обычном здании даже простой топот ног может вызвать вибрацию близлежащего оборудования на микронном уровне», — сказал Пэн, добавив, что в процессе строительства было преодолено множество технических трудностей.

Хранилище установки оснащено 1776 магнитами разных цветов, которые управляют электронным пучком, обеспечивая его стабильную работу на высоких скоростях в вакуумной камере шириной с большой палец.

В туннеле был установлен последний экранированный сильфон, что завершило монтаж кольца хранения HEPS и ознаменовало соединение всех компонентов кольца хранения. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]
В туннеле был установлен последний экранированный сильфон, что завершило монтаж кольца хранения HEPS и ознаменовало соединение всех компонентов кольца хранения. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]

Самая узкая часть этой электронной дорожки имеет диаметр всего два-три миллиметра. Во время строительства объекта установка вакуумных боксов была подвержена небольшим деформациям.

«После неоднократных экспериментов мы обнаружили, что решение оказалось на удивление простым: если оставить изделия на неделю или две после получения, пока не снизится напряжение металла, проблема легко решается», — сказал Пань в интервью Beijing Daily.

Линия жёсткой рентгеновской визуализации (HXI), одна из первых построенных линий, выделяется как одна из уникальных экспериментальных платформ, предназначенных для изучения внутренних микроструктур в инженерных материалах.

«Это большое устройство похоже на увеличенную в размерах рентгеновскую установку, излучаемый свет которой достигает энергии до 300 кэВ и способен проникать сквозь несколько сантиметров стали», — сказал Дун Юйхуэй, исполнительный заместитель директора HEPS.

По его словам, по сравнению с обычным рентгеновским аппаратом его яркость в триллион раз выше, что позволяет нам гораздо лучше видеть микроскопический мир.

«HEPS может помочь исследователям в решении ранее невыполнимых задач в различных областях — от аэрокосмической и нанотехнологий до биомедицины и разработки новых материалов», — сказал он.
Высокоэнергетический синхротронный свет от волновода W73 в накопительном кольце HEPS был точно направлен на конечную станцию линии HXI для высокоэнергетической визуализации, расположенную в 350 метрах от него. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]
Высокоэнергетический синхротронный свет от волновода W73 в накопительном кольце HEPS был точно направлен на конечную станцию линии HXI для высокоэнергетической визуализации, расположенную в 350 метрах от него. [Фото предоставлено chinadaily.com.cn]