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——展翅腾飞看怀柔
(资料图)
【展翅腾飞看怀柔】专栏
今天又和大家见面了
今年的“我”有些特别
会通过话题互动的方式
和大家一起看怀柔
快快动起来
有大奖等着你
小编再问个问题
在生活中
如果观察肉眼可见、体积较小的物品时
你会用到什么？
答案：放大镜
在科学的世界当中
当我们要观察微观世界时
同样需要一个放大镜
在怀柔科学城
就有这样一个装置
高能同步辐射光源
建筑外形像一个放大镜
它可以探索微观世界
近日
该装置又有了新进展
储存环隧道设备安装正式启动
今天
跟着记者走近
国家重大科技基础设施
高能同步辐射光源
探索它的奥秘
↑高能同步辐射光源（效果图）
高能同步辐射光源（HEPS），也被称为“希望之光”。是我国建设的首台第四代同步辐射光源。它如同一个超大号的X光机，可以“照亮”微观世界，通过对微观结构多维度、实时、原位表征，为物质做“体检”，揭示物质微观结构生成及演化机制。这个全球最“亮”的光源正在建设之中，计划2025年建成。
↑高能同步辐射光源
该装置位于园区核心区域，从空中俯瞰，高能同步辐射光源由三栋主体建筑构成，整体建筑外形酷似一个放大镜，寓意“探测微观世界的利器”。其中，综合实验楼和用户服务楼构成“放大镜”的“手柄”，最大的圆环状建筑则是光源装置区域，如同“放大镜”的“镜框”。
↑高能同步辐射光源
走进HEPS的实验大厅，给人的感觉就像进了体育馆，有着长长的跑道，这里是各光束线站的位置所在。光束线站是HEPS的主体部分之一，是HEPS服务用户的客户端，也是科研人员利用光源开展科学研究、产出科研成果的地方。
↑实验大厅（酷似跑道）
屏蔽墙也十分与众不同，与我们平时见到的平整墙面不同，每隔一段距离，这个屏蔽墙就会有一个“锯齿”状凸出，“锯齿”上有一个45公分见方的小“窗户”。这是前端区的出光孔，是连接储存环和实验站的“桥梁”。同步光将从这个孔射出，根据实验需求经调制后进入实验站供各领域用户开展科学实验。
↑出光孔（图中红色箭头所指部分）
在这个主体建筑里，分布着电子注入器（直线加速器+增强器）、电子储存环、光束线站等，目前，直线加速器和增强器设备安装基本完成，电子储存环在2月1日已经启动安装。
↑直线加速器
有了接近于光速
沿环形运动电子束
才能得到高质量的光源
电子束又是从何而来呢？
先来认识一下电子枪
↑电子枪
电子枪产生高品质的电子束，经直线加速器将电子束加速到0.5GeV的高能量，注入周长450多米的环形增强器，继续提高能量到额定的6GeV。此时的电子束接近光速，然后被注入至更大的圆环——周长1360米的储存环，以接近光速的速度保持运动。在储存环上的不同位置，电子束通过弯转磁铁或者各种插入件时，会沿着偏转轨道切线方向释放出稳定而且高能量、高亮度的光——同步辐射光。
↑增强器
据了解，接近光速的带电粒子在做曲线运动时沿切线方向发出的电磁辐射，即为同步辐射光。就像下雨时，我们快速转动雨伞，沿着雨伞边缘的切线方向会飞出一簇簇水珠。
“你可以把HEPS看成一个具有超精密、超快、超穿透能力的巨型X光机，就像我们在医院拍X光片可以穿透衣服、皮肤看清身体内脏和骨骼，帮助医生诊断。HEPS产生的小光束可以穿透物质、深入内部进行立体扫描，从分子、原子尺度观察微观世界之中的时空流变，协助科研人员研究物质微观机理，助力国家需求和科学前沿研究。”工作人员告诉记者。
↑磁铁
在已经完成主体设备安装的增强器隧道中，一眼望去，你会被许多五颜六色、形状各异的“大家伙”所吸引。“这是磁铁系统，第四代同步辐射光源中最为关键的系统之一，控制着电子的方向。”工作人员介绍，加速器绝大多数能看到的设备都是磁铁。在环形增强器中，仅磁铁就有数百块。而在储存环中，使用的磁铁数量将超过1700块。
记者了解到，不同颜色的磁铁具有不同的功能。比如，红色的长方体状磁铁是二极铁，可以让电子“转弯”；蓝色的有四个极头的磁铁是四极铁，可以把那些“想往外跑”的电子拉回“正途”、与其他电子抱得更紧；六极、八极磁铁则是为了让电子束流运动更加稳定。
↑二极磁铁
经过加速的电子束最后到达储存环，储存环与实验大厅一墙之隔，连接储存环和实验站的就是经过出光口的光束线。
HEPS储存环加速器的束流轨道周长约为1360.4m，电子束流能量为6GeV，亮度高于1×10^22 phs/s/mm^2/mrad^2/0.1%BW，通过采用7BA弯铁消色散的结构单元，实现电子束流的水平自然发射度优于60pm·rad，提供高相干性等特点的同步辐射光，这也是第四代衍射极限光源的主要特点。
↑储存环
目前
实验大厅
光束线站棚屋启动安装
U型前端区设备启动试安装
首台自主研制的
镜箱和单色器顺利通过出厂验收
高精度晶体加工和检测技术取得阶段进展
↑光束线站棚屋
项目正加快建设
期待高能光源的第一束光
怀柔科学城这座倡导
“科学+城”理念的
综合性国家科学中心
已经展现在大众面前
随着一个个重点项目封顶、竣工
大科学装置进入试运行
一批批科研人员入驻
科研项目取得新进展、新突破
怀柔科学城正翻开加速建设的崭新篇章
图文编辑：赛男
