【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——硬X射線自由電子激光裝置直線加速器建設(shè)取得重大階段性進展。2025年11月2日至3日，硬 X 射線自由電子激光裝置(SHINE)直線加速器L1/BC1段順利通過項目經(jīng)理部組織的束流性能工藝測試，這是繼2024年底實現(xiàn)SHINE注入器性能測試驗收后束流調(diào)試的又一里程碑式進展。
 

　　測試專家組由來自中國科學院近代物理研究所、北京大學、中國科學技術(shù)大學、中國科學院大連化學物理研究所、清華大學、中國科學院高能物理研究所、中國工程物理研究院的11位專家組成。專家組聽取了SHINE直線加速器L1/BC1段研制情況報告和束流參數(shù)自測報告，討論確定了測試大綱，并進行了現(xiàn)場測試。測得束團電荷量54.6 pC情況下，峰值流強56.4 A，束流能量273.5 MeV，歸一化投影發(fā)射度0.54/0.34 mm·mrad(水平/垂直)，歸一化切片發(fā)射度0.31 mm·mrad，束團重復頻率達到1000 Hz。測試結(jié)果表明，硬X射線自由電子激光裝置L1/BC1段建成出束，束流性能和射頻系統(tǒng)幅相穩(wěn)定性均達到階段驗收指標，實現(xiàn)了硬X射線自由電子激光裝置直線加速器整體工藝的全流程驗證，為后續(xù)裝置的全面建成奠定了堅實基礎(chǔ)。
 

　　隨后，調(diào)試團隊繼續(xù)攻關(guān)，使用自研驅(qū)動激光系統(tǒng)，完成了注入器100pC/1MHz設(shè)計目標的高重頻運行測試，并進行了穩(wěn)定出束超過1小時的烤機，束流及各硬件系統(tǒng)運行良好。同時，完成了L1/BC1段100pC/100A首輪束流參數(shù)調(diào)試，歸一化投影發(fā)射度達1.13/1.32 mm·mrad(水平/垂直)。
 

　　作為 SHINE 超導直線加速器的核心功能段，L1/BC1段主要包括：將電子束加速至330MeV以上的兩臺1.3GHz超導模組、進行束流縱向能量分布線性化的兩臺3.9GHz超導模組、將束團長度壓縮以獲得50A以上峰值流強的一套可移動磁壓縮器。經(jīng)過七個月緊鑼密鼓的設(shè)備安裝，L1/BC1段束流調(diào)試于8月17日正式啟動，并于當晚實現(xiàn)束流整體貫通。在隨后兩個多月的調(diào)束攻堅中，團隊克服了束流調(diào)試與硬件設(shè)備同步安裝帶來的多重挑戰(zhàn)，在大規(guī)模低溫系統(tǒng)、超導加速模組集成應用、高精度低電平控制技術(shù)等關(guān)鍵領(lǐng)域取得了一系列重大技術(shù)突破，最終成功實現(xiàn)束流參數(shù)全面達標，并進入穩(wěn)定出束運行階段。
 

　　SHINE的注入器和主加速器L1/BC1段形成了一臺完整的幾百MeV的超導直線加速器，其束流調(diào)試是對裝置整體物理設(shè)計、超導加速模組等核心設(shè)備制造、地下隧道的設(shè)備機電復雜安裝、技術(shù)系統(tǒng)集成與聯(lián)調(diào)的總檢驗和總驗收，束流調(diào)束成功為建成8GeV連續(xù)波超導直線加速器鋪平了道路。
 

　　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，負責建設(shè)硬X射線自由電子激光裝置的超導直線加速器、波蕩器、低溫工廠和裝置公用設(shè)施，參與建設(shè)SHINE束線站工程。目前，建設(shè)團隊正在加緊進行SHINE直線加速器L2/BC2和L3段以及束流分支線和FEL-II波蕩器線的設(shè)備安裝和調(diào)試，以期在2026年8月前獲得4GeV的電子束流并在軟X射線波段實現(xiàn)首次出光。