中国将开启世界上最亮的X射线，其光束超过太阳的光芒

【蜂耘网 激光光学】HEPS的光束将比太阳表面亮一万亿倍，为科学探索提供前所未有的细节。

中国正在完成世界上最亮的X射线光源的建设。高能光子源（HEPS）位于北京以北约30英里（50公里）处，预计将于今年晚些时候开始运行。这个先进的设施将为材料科学、生物医学和物理学的研究提供动力。

HEPS的设计目的是产生光子密度比太阳表面亮一万亿倍的光束。牵头该项目的中国科学院高能物理研究所表示，它的精确度和专注度将超过欧洲、亚洲和美国的类似设施。

该研究所项目主任潘伟民表示：“一旦HEPS达到设计亮度，它将能够以前所未有的细节揭示微观世界。”“它提供了一个强大的工具来操纵物质并观察其整个生命周期。”

X射线设备已经开始进行光调试，这是用真实的光子光束测试和微调系统的关键阶段。这一步确保机器准备好进行试运行。

推进X射线技术

自20世纪70年代以来，全世界已经开发了70多种光源，以帮助科学家探索材料的原子结构。这些大型机器利用强大的磁铁引导电子加速到接近光速。当电子改变方向时，它们会释放出高能光粒子，研究人员用这些粒子来分析分子结构。

作为第四代光源，HEPS代表了一项重大的技术进步。它的特点是超低发射度的存储环，保持电子束稳定和高度聚焦。这使科学家能够以前所未有的精度观察更小的结构、更快的过程和更弱的信号。

该设施的亮度预计将大大高于现有的第四代设施，包括法国欧洲同步辐射设施的极亮源。这种能力将在原子水平上为材料和生物系统提供新的见解。

潘主任和他的团队强调了自主创新在HEPS发展中的重要性。“我们已经克服了90%的技术挑战。我们的最终目标是实现完全的国内生产，”他说。

HEPS推出了一种突破性的注入和萃取方法，在提高效率的同时最大限度地减少了对环境的影响。HEPS没有丢弃低能电子束，而是通过将它们与新的粒子合并并重新加速来回收它们。这种方法节省了能量，提高了光束质量，并优化了设备紧凑的磁性结构。

高能物理研究所（IHEP）加速器部门副主任焦毅教授说：“这种注入方案允许电子束回收，增强了该过程的环境可持续性。”

这是中国科学基础设施的重要补充

HEPS是国家重大科学基础设施项目，投资48亿元人民币（6.65亿美元）。该项目于2019年6月开工，预计将耗时6年多一点。加速器和第一组14个用户光束线现在已经完成。

新设施还将补充上海同步辐射设施（SSRF），这是中国领先的第三代光源之一。自2009年启动以来，SSRF已经接待了超过10000名研究人员，每年支持数千项实验。然而，对波束线接入日益增长的需求导致了漫长的等待时间。预计HEPS将通过提供额外的产能来缓解这一压力。

随着HEPS项目接近完工，中国将在下一代光源技术方面处于领先地位。这一强大的研究工具将为材料科学、医学和物理学开辟新的领域，推动科学家在原子水平上观察到的极限。

（蜂耘激光光学网  责任编辑：行云）