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儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】導(dǎo)讀:2021年是“十四五”的開局之年,我國的重大科技項目由建設(shè)為主轉(zhuǎn)向了建設(shè)與運行并重的關(guān)鍵階段。工程材料、基礎(chǔ)科學(xué)等領(lǐng)域前瞻性和系統(tǒng)性的研究進一步加深,大型科學(xué)裝置戰(zhàn)略部署提上日程。技術(shù)如同
放大鏡,探測著微觀世界,為國家重大戰(zhàn)略需求和前沿基礎(chǔ)科學(xué)研究提供技術(shù)平臺。
6月28日,大科學(xué)裝置高能同步輻射光源(以下簡稱“HEPS”)首臺科研設(shè)備——電子槍順利完成安裝,標志著HEPS工程建設(shè)正式進入設(shè)備安裝階段。同時,也標志著我國大科學(xué)裝置的技術(shù)和應(yīng)用深入發(fā)展。
HEPS 是一種高亮的大號“
顯微鏡”,包括加速器、光束線和實驗站,是工程材料、基礎(chǔ)科學(xué)等戰(zhàn)略高技術(shù)研究不可或缺的手段。環(huán)形加速器中產(chǎn)生的高通量X光經(jīng)過“通道”到達HEPS,能夠提供能量高達300 keV的X射線,并通過對微觀結(jié)構(gòu)多維度、實時、原位表征,解析物質(zhì)結(jié)構(gòu)生成及其演化的全周期全過程,揭示微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)生成演化的機制,剖析微觀物質(zhì)構(gòu)成,為物質(zhì)調(diào)控提供基礎(chǔ)支撐。
相比第三代光源,HEPS有明顯優(yōu)勢。HEPS的亮度比高出兩個數(shù)量級(百倍)及以上。為保證該種先進光源的建設(shè)能力,中國科學(xué)院高能物理研究所于“十二五”期間就開展了高能同步輻射光源驗證裝置的建設(shè),即在加速器、光束線和實驗站上研制關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)驗證,解決高能同步輻射光源正式建設(shè)中技術(shù)上的薄弱環(huán)節(jié),為HEPS的建設(shè)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
電子槍位于HEPS直線加速器端頭,由槍體、陶瓷桶、防暈環(huán)、陰柵組件4大部件構(gòu)成,是加速電子產(chǎn)生的源頭。作為首臺安裝的科研設(shè)備,電子槍的關(guān)鍵難點是陰柵組件。為此,中科院高能所提前布局,通過多年的技術(shù)攻關(guān)、苦心鉆研,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,目前已基本實現(xiàn)陰柵組件的國產(chǎn)化。
據(jù)中科院院士、中科院高能所所長王貽芳介紹,早在“十三五”期間,由國家發(fā)展改革委立項支持、中國科學(xué)院高能物理研究所承擔建設(shè)的HEPS項目已啟動,項目建設(shè)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(shè)備完成樣機試制,進入批量加工階段,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展。預(yù)計2022年初,各建筑單體全部交付使用,HEPS將全面轉(zhuǎn)入設(shè)備安裝階段。
建成時,HEPS將成為高能量同步輻射光源、亮度最高的第四代同步輻射光源之一,可滿足與國家發(fā)展戰(zhàn)略和工業(yè)核心需求相關(guān)研究的迫切需求,為基礎(chǔ)科學(xué)和工程科學(xué)等領(lǐng)域原創(chuàng)性、突破性創(chuàng)新研究提供重要支撐平臺,形成具有強競爭力的綜合性大裝置集群,對材料科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展具有重要作用。
電子槍安裝成功的同時,先進光源技術(shù)研發(fā)與測試平臺(PAPS)也啟動試運行,為HEPS提供技術(shù)研發(fā)與測試支撐能力。PAPS的超導(dǎo)高頻及低溫、精密磁鐵測量、X射線光學(xué)檢測等設(shè)備開機運轉(zhuǎn),解決HEPS建設(shè)所需的超導(dǎo)高頻及低溫、精密磁鐵測量、探測器技術(shù)研發(fā)測試、X射線光學(xué)檢測等一系列關(guān)鍵技術(shù),為先進光源建設(shè)、運行及后續(xù)發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。
適逢建黨百年,恰是我國風(fēng)華正茂時。多年來,我國多個科研領(lǐng)域不斷汲取力量,百煉成鋼。無論是HEPS電子槍的順利安裝還是神州十二號載人航天的成功發(fā)射,都印證著科學(xué)技術(shù)開花結(jié)果。未來征途,講好中國故事、傳遞中國聲音的任務(wù)仍在繼續(xù),百年榮光賡續(xù)傳承。
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