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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)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院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)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學院辦院方針

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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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語音播報

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)的一臺單腔超導加速模組和八腔超導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)波超導射頻加速模組等，采用了束流微聚束控制、束流測量和束團分配的多項關(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)、分配束團的脈沖磁鐵等。

電子槍發(fā)射的20皮庫（pC）束團電荷量經(jīng)聚束器加速后，首次進入超導模組段加速單元?，F(xiàn)場調(diào)試人員依次完成兩臺超導加速模組共9支超導加速腔的幅相調(diào)節(jié)和相位掃描，且束流加速能量達到工程設(shè)計要求的100MeV。經(jīng)初步優(yōu)化，束團電荷量為20pC、重復頻率為10Hz、能量為100MeV的束流抵達注入器末端的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)備已全面進入加工制造和安裝階段，預計整個SHINE直線加速器將在2027年第二季度完成調(diào)束并達到驗收指標。

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、生命科學、材料科學、能源科學等學科提供高分辨成像、超快過程探索、先進結(jié)構(gòu)解析等研究手段。

中國科學院上海高等研究院作為項目主要建設(shè)單位之一，負責硬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責研制、集成和調(diào)試。

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)的一臺單腔超導加速模組和八腔超導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)波超導射頻加速模組等，采用了束流微聚束控制、束流測量和束團分配的多項關(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)、分配束團的脈沖磁鐵等。電子槍發(fā)射的20皮庫（pC）束團電荷量經(jīng)聚束器加速后，首次進入超導模組段加速單元?，F(xiàn)場調(diào)試人員依次完成兩臺超導加速模組共9支超導加速腔的幅相調(diào)節(jié)和相位掃描，且束流加速能量達到工程設(shè)計要求的100MeV。經(jīng)初步優(yōu)化，束團電荷量為20pC、重復頻率為10Hz、能量為100MeV的束流抵達注入器末端的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)備已全面進入加工制造和安裝階段，預計整個SHINE直線加速器將在2027年第二季度完成調(diào)束并達到驗收指標。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、生命科學、材料科學、能源科學等學科提供高分辨成像、超快過程探索、先進結(jié)構(gòu)解析等研究手段。中國科學院上海高等研究院作為項目主要建設(shè)單位之一，負責硬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責研制、集成和調(diào)試。

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