據中國科學(xué)院高能物理研究所和科技日報報道，6月28日上午，高能同步輻射光源（HEPS）的首臺科研設備——電子槍——在北京懷柔科學(xué)城安裝完成。

電子槍位于HEPS的直線(xiàn)加速器的源頭。在HEPS運行時(shí)，電子從電子槍中被發(fā)射出來(lái)，由約50米長(cháng)的直線(xiàn)加速器加速到0.5GeV。隨后電子被轉移到454米周長(cháng)的增強器中，被加速到6GeV。隨后電子被轉移到1360米長(cháng)的儲存環(huán)中，發(fā)出同步輻射。

當儲存環(huán)中的電子束被偏折時(shí)，會(huì )在運動(dòng)的切線(xiàn)方向上發(fā)出X射線(xiàn)。這種效應首先在同步電子加速器中被發(fā)現，所以被稱(chēng)為同步輻射。生物、化工、材料等學(xué)科可以利用同步輻射對樣品進(jìn)行高精度顯微成像，可將同步輻射光源看成一臺極亮的X射線(xiàn)“顯微鏡”，具有廣泛的應用前景。

當天安裝的電子槍采用全國產(chǎn)技術(shù)，自主設計、國內加工。電子槍由槍體、陶瓷桶、防暈環(huán)、陰柵組件4大部件構成，其中陰柵組件是電子槍的關(guān)鍵“卡脖子”部件。“中科院高能所提前布局，通過(guò)多年的技術(shù)攻關(guān)，克服諸多困難，解決了陰極發(fā)射以及微米級柵網(wǎng)編制、變形和焊接等難題，目前已基本實(shí)現陰柵組件的國產(chǎn)化。”中科院院士、中科院高能所所長(cháng)王貽芳說(shuō)。

HEPS的亮度比第三代光源高出兩個(gè)數量級（百倍）及以上，“可以更清楚地了解材料的內部結構，這對材料科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展具有重要作用?！蓖踬O芳說(shuō)。建成時(shí)，HEPS將成為中國第一臺第四代同步輻射光源，與世界上正在運行的美國先進(jìn)光子源（APS）、歐洲同步輻射裝置（ESRF）、日本Spring-8、德國的PETRA-Ⅲ一起，構成世界五大同步輻射光源。

第四代同步輻射光源相比第三代同步輻射光源，采用多彎鐵消色散結構，光束可以達到衍射極限。光源的設計原理也從第三代的幾何光學(xué)變?yōu)榈谒拇南喔晒鈱W(xué)。我國第三代同步輻射光源上海光源已經(jīng)產(chǎn)出了大量有價(jià)值的科學(xué)成果，但其使用時(shí)間已經(jīng)供不應求，工程擴建也已逼近極限。

HEPS工程于2019年6月29日開(kāi)工建設，建設周期6.5年。截至2021年6月底，HEPS建安工程約完成總工程量的70%，磁鐵、電源等設備完成樣機試制，進(jìn)入批量加工階段，束流位置測量電子學(xué)、像素陣列探測器研制取得階段性進(jìn)展。預計2022年初，各建筑單體全部交付使用，HEPS將全面轉入設備安裝階段。

當天，為HEPS提供技術(shù)研發(fā)與測試支撐能力的先進(jìn)光源技術(shù)研發(fā)與測試平臺（PAPS）轉入試運行。

PAPS項目位于HEPS裝置對面，于2017年5月啟動(dòng)建設，用地面積為42640平方米，建筑面積為21295平方米，建設周期為4年。PAPS將會(huì )開(kāi)展前瞻性和系統性的研究，解決HEPS建設所需的超導高頻及低溫、精密磁鐵測量、探測器技術(shù)研發(fā)測試、X射線(xiàn)光學(xué)檢測等一系列關(guān)鍵技術(shù)，為先進(jìn)光源建設、運行及后續發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。

目前，PAPS項目已取得了多項成果，尤其是在1.3GHz 9腔室（9-cell）超導腔研制方面達到國際領(lǐng)先水平。該項目于2021年6月18日通過(guò)工藝測試驗收，項目各系統工藝性能指標全部達到、部分優(yōu)于驗收指標，高質(zhì)量地實(shí)現了該項目的建設目標。

HEPS、PAPS項目地處北京懷柔科學(xué)城?！笆濉睍r(shí)期在懷柔科學(xué)城布局的29個(gè)科學(xué)設施平臺已經(jīng)全部開(kāi)工。