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2019年1月31日,高能同步辐射光源验证装置工程通过国家验收。这是首个通过国家验收的“十二五”国家重大科技基础设施项目。HEPS-TF
工程由中科院高能所作为法人单位、北京科技大学作为共建单位承担建设,总投资约3.2亿元人民币,围绕建设高能同步辐射光源及其用户潜在需求,开展高能加速器、光束线和实验站关键技术攻关和关键样机预制研究。

高能同步辐射光源验证装置国家验收会。中科院高能所供图

HEPS储存环标准单元模型 中国科学院高能物理研究所供图

项目于2016年4月正式启动,建设周期2.5年,2018 年9
月完成全部建设任务。该项目攻克了建设准衍射极限光源HEPS所需要的加速器和光束线站的关键技术,解决了HEPS设计中遇到的难题,部分技术水平达到国际先进,同时还有部分技术填补了国内空白。

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国家“十二五”期间重点建设的国家重大科技基础设施、高能同步辐射光源验证装置(High
Energy Photon Source Test Facility,
HEPS-TF)31日通过工程验收。这意味着我国具备了建设下一代高能同步辐射光源的能力,为建设全球最高亮度同步辐射光源奠定了基础。

▲ 高能同步辐射光源效果图

高能同步辐射光源验证装置加速器段模型。中科院高能所供图

中科院高能物理所研究员罗小安介绍,高能同步辐射光源被称为“照亮微观世界的照相机和摄像机”,是多学科研究的重要平台,在生命、材料、化学等研究领域都发挥着极大作用。高能同步辐射光源至今已更迭三代,目前全球加速器物理学家和光束线站专家都在研究第四代更亮的同步辐射光源,规划中的北京光源就是由我国科学家提出的第四代同步辐射光源。

验收委员会一致同意HEPS-TF项目通过国家验收

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验证装置就是为建设下一代同步辐射光源的技术路线和关键技术的“预研”——HEPS-TF于2016年4月正式启动,由中国科学院高能物理研究所作为法人单位,北京科技大学作为共建单位,设加速器、光束线站和工程材料3个分总体,开展关键技术攻关和样机研制。项目围绕未来建设高能同步辐射光源的发展趋势和用户潜在需求,依托该验证装置就高能加速器、光束线和实验站的多个关键技术难点进行攻关,对多种关键样机进行研制,并完成最终的物理设计和工程方案,预留进一步升级到衍射极限储存环的可能。

1月31日,HEPS-TF国家验收会在高能所举行。验收委员会由来自国家发展改革委、北京大学、中科院条财局、中国科学技术大学、中科院物理所等单位的27位专家组成,陈佳洱院士担任组长。

高能同步辐射光源效果图。中科院高能所供图

经过两年多的建设,HEPS-TF总体性能达到同类设备国际先进水平,取得了一系列重大技术成果。例如在加速器方面,研制成功我国第一台超导插入件磁铁,为未来超导插入件设备的研制奠定了基础。在光束线站方面,在完全自主基础上攻克和掌握了二维X射线像素阵列探测器的关键技术,研制成功的二维X射线像素阵列探测器样机,各项性能达到或超过验收指标,达到国际先进水平。这不仅是我国高端X射线探测器研制的重要突破,也大幅提升了我国高速电子学系统的研制和集成水平。

经过听取报告和现场考察,验收委员会同意工艺、财务、设备、档案专业组验收意见,一致认为:HEPS-TF工程各项指标全部达到或优于批复的验收指标,承建单位按期、全面、优质地完成了国家发展改革委批复的加速器、光束线和实验站的各项建设任务,高质量地实现了高能同步辐射光源建设所需关键技术攻关和样机预制研究的工程目标,验证了先进高能同步辐射光源的关键技术的可行性,显著提升了我国在磁铁、电源、探测器及电子学等领域相关产业技术水平和自主创新能力,培养了高水平人才队伍,为我国建设先进高能同步辐射光源奠定了坚实的技术基础,一致同意HEPS-TF项目通过国家验收。

中国科学院高能物理研究所1月31日发布消息说,总投资约为3.2亿元人民币的高能同步辐射光源验证装置工程当天顺利通过国家验收。后续,高能同步辐射光源作为世界亮度最高的同步辐射光源,计划2019年年中在北京怀柔科学城开工建设。

验收意见认为,HEPS-TF验证了先进高能同步辐射光源的关键技术可行性,显著提升了我国在磁铁、电源、探测器及电子学等领域相关产业技术水平和自主创新能力,培养了高水平人才队伍,为我国建设先进高能同步辐射光源奠定了坚实的技术基础。

国家发展改革委、中科院、北京市发展改革委等相关部门负责人及专家80余人参会。

作为首个通过国家验收的中国“十二五”国家重大科技基础设施项目,高能同步辐射光源验证装置工程由中科院高能所为法人单位、北京科技大学为共建单位承担建设,围绕建设高能同步辐射光源及其用户潜在需求,开展高能加速器、光束线和实验站关键技术攻关和关键样机预制研究。该工程是集多种高新技术于一身的新科学工程项目,涉及的主要科学和技术包括微波技术、超导高频技术、超导磁铁技术、超高真空技术、机械加工工艺、计算机网络、快速电子学、大功率电源、X射线光学和探测、先进自动控制技术等。

(原载于《光明日报》 2019-02-01 08版)

▲ 高能同步辐射光源验证装置国家验收会

高能同步辐射光源验证装置项目于2016年4月正式启动,2018年9月完成全部建设任务。该项目攻克了建设准衍射极限光源HEPS所需要的加速器和光束线站的关键技术,解决了HEPS设计中遇到的难题,部分技术水平达到国际先进,同时还有部分技术填补了中国国内空白,完成了水平自然发射度低至的6GeV同步辐射光源储存环加速器物理设计,并形成了完整的设计报告。

自主创新+集成创新,获关键技术突破

当天在中科院高能所举行的国家验收会上,27位专家组成的验收委员会一致同意高能同步辐射光源验证装置工程项目通过国家验收,认为其各项指标全部达到或优于批复的验收指标,加速器、光束线和实验站的各项建设任务按期、全面、优质完成,高质量实现高能同步辐射光源建设所需关键技术攻关和样机预制研究的工程目标,验证了先进高能同步辐射光源的关键技术的可行性,显著提升了中国在磁铁、电源、探测器及电子学等领域相关产业技术水平和自主创新能力,培养了高水平人才队伍,为中国建设先进高能同步辐射光源奠定了坚实的技术基础。

HEPS-TF工程是集多种高新技术于一身的新科学工程项目,涉及的主要科学和技术有:微波技术、超导高频技术、超导磁铁技术、超高真空技术、机械加工工艺、计算机网络、快速电子学、大功率电源、X射线光学和探测、先进自动控制技术等。

中科院高能所透露,验证装置工程的后续任务高能同步辐射光源项目,已于2017年12月获批立项,并成为《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》优先布局的大科学工程项目之一,2018年12月项目可行性研究报告获正式批复。该项目首期建设加速器、14条公共光束线站及配套土建工程等,拟于2019年年中在怀柔科学城开工建设,建设周期6.5年。高能同步辐射光源建成后,将为基础科学和工程科学等领域原创性、突破性创新研究提供重要支撑平台。

历经两年半艰苦攻关,23
个系统涉及的所有样机设备及关键技术参数全部达到并部分超过发改委批复的验收指标,整个项目不超预算,不超工期。

▲ HEPS储存环标准单元模型

通过自主创新和集成创新,HEPS-TF工程在加速器、光束线和实验站方面取得了一系列重大技术成果,主要包括:

完成了水平自然发射度低于100 pm·rad的6
GeV同步辐射光源储存环加速器物理设计,并形成了完整的设计报告;国内首次成功研制了超高梯度四极铁、大间隙高场强超导扭摆器和纳秒级快脉冲冲击器系统;自主研制了与进口设备性能相当的300
A高精度电流传感器和数字束流位置测量电子学系统,并在北京正负电子对撞机重大改造工程上投入运行;成功研制了国际上首个166
MHz加速电子的1/4波长超导原型腔;解决关键技术问题、自主研制真空室内壁吸气剂膜镀膜系统等。

自主设计研制了新型高精度长程面形仪、高能X射线单色器、高分辨X射线单色器、微纳聚焦系统、纳米定位与扫描平台等;自主设计研制的二维X射线像素阵列探测器是我国高端X射线探测器研制的重要突破。

突破了超高温、大载荷、大变形和多环境因素耦合等原位环境与同步辐射实验技术集成的瓶颈,具备了工程材料制备、加工和近服役条件等过程的同步辐射原位表征研究能力。

世界亮度最高的同步辐射光源HEPS

计划2019年中开建

HEPS项目于2017年12月15日获批立项,为《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》优先布局的大科学工程项目之一;2018年12月28日,项目可行性研究报告获国家发展改革委正式批复。项目首期建设加速器、14条公共光束线站及配套土建工程等,新建建筑面积12.5万平米,拟于2019年中在怀柔科学城开工建设,建设周期6.5年。

HEPS建成后,加速器储存环束流能量将达到6GeV,束流水平自然发射度小于等于0.1nm·rad,束流强度100mA,具备提供能量达300keV
X射线的能力,该光源将为基础科学和工程科学等领域原创性、突破性创新研究提供重要支撑平台。

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