《X射线自由电子激光试验装置通过工艺验收》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2020-08-28
  • 2020年8月17日,中国科学院条件保障与财务局会同教育部科学技术司组织工艺验收专家组对X射线自由电子激光试验装置进行了工艺验收,条财局郑晓年局长主持会议。工艺验收组由来自中国科学技术大学、中国科学院上海高等研究院、中国科学院近代物理研究所、中国科学院大连化学物理研究所、中国工程物理研究院、同济大学、上海科技大学、中国科学技术大学、上海交通大学、中国科学院高能物理研究所、中国原子能科学研究院的12名专家组成,何多慧院士任组长。

    会议会场
    专家组听取了项目相关报告,审阅了有关资料,并进行了现场考察,经过认真、深入的讨论,认为项目全面完成了国家发展改革委批复的各项建设任务,性能指标全部达到且部分优于批复的验收指标。其中,软X射线自由电子激光试验装置在国际上首次实现了EEHG-HGHG级联模式放大,相较于两级级联HGHG模式具备更好的中心波长稳定性和更窄的带宽。1300 MHz大晶粒9-cell超导腔垂直测试加速梯度和无载品质因数Q0达到国际先进水平。
    建设队伍通过自主创新和国内外合作,掌握了自由电子激光装置和射频超导加速单元设计、加工集成、安装和调试等关键核心技术,研发了一系列国际一流水平的关键设备。自主研制和集成的设备超过90%。X射线自由电子激光试验装置的建设有力地推动了我国自由电子激光装置的发展,为硬X射线自由电子激光装置的建设提供了技术和人才储备。

    SXFEL试验装置直线加速器和波荡器

    会议合影
    X射线自由电子激光试验装置由中国科学院上海应用物理研究所为项目法人单位承建,共建单位为北京大学。项目于2015年初正式开工建设,总投资22776万元,主要建设内容为一台基于高亮度直线加速器采用两级级联工作模式的软X射线自由电子激光试验装置以及研制一个射频超导加速单元。软X射线自由电子激光试验装置于2019年3月19日、2020年5月28日、2020年6月11日分别通过了中国科学院条财局组织的直线加速器、两级级联HGHG、EEHG-HGHG工艺测试。射频超导加速单元于2017年5月23日和2018年1月30日分别通过了9-cell超导腔低温垂测和超导加速单元水平测试。
    X射线自由电子激光试验装置顺利通过工艺验收,为项目通过国家验收、建成并向用户开放以试验装置为基础的我国首台X射线波段自由电子激光用户装置,同时继续开展自由电子激光新原理的探索和验证、关键技术的研发和测试奠定了坚实的基础。(上海光源大科学中心 供稿)

     

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    • 2020年5月26日至28日,国家重大科技基础设施——X射线自由电子激光试验装置(简称SXFEL试验装置)完成并通过了中国科学院条件保障与财务局组织的自由电子激光(两级级联HGHG)工艺测试。测试专家组由8名专家组成,分别来自中国科学院近代物理所、中国科学院物理所、中国科学院高能物理所、中国科学院大连化物所、中国工程物理研究院、中国科技大学、上海交通大学和上海科技大学,夏佳文院士任组长。 专家组听取了SXFEL试验装置两级级联HGHG调试情况报告和自测报告,讨论形成了工艺测试大纲,并进行了现场测试。实测结果表明,两级级联HGHG输出X射线自由电子激光的波长、脉冲长度和功率等指标均达到或优于设计指标,最大峰值功率为207兆瓦,最可几峰值功率为125兆瓦。测试期间,装置72小时正常运行,保持连续出光。 此前,于2019年3月19日,SXFEL试验装置的直线加速器通过了中国科学院条件保障与财务局组织的工艺测试,束团电荷量、束流能量、束团长度、归一化发射度全部达到或优于设计指标。高品质电子束的持续稳定输出,为自由电子激光调试顺利实施提供了保障。 两级级联HGHG自由电子激光通过工艺测试标志着SXFEL试验装置已达到项目可行性研究报告批复的全部验收指标。 SXFEL试验装置的主要建设内容是研制一台基于840MeV电子直线加速器的两级级联种子型软X射线(8.8nm)自由电子激光装置,项目于2015年初正式开工建设,先后攻克了高亮度光阴极注入器、C波段高梯度微波加速单元、C波段和X波段偏转腔束流测量单元、小间隙高精度波荡器、腔式束流位置探测器和激光电子束同步等关键技术;掌握了低发射度直线加速器多维度束流反馈技术及稳定运行、束流相空间的精确控制、X射线脉冲的在线诊断、基于X射线的波荡器轨道准直等调束调光方法。 SXFEL试验装置是我国已经实现的输出波长最短、脉冲长度最短的自由电子激光大科学装置,它的建成标志着我国已经掌握了X射线自由电子激光装置的物理设计、关键技术和集成调试方法,为SXFEL用户装置和硬X射线自由电子激光装置的建设奠定了坚实基础
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    • 2020年6月11日,国家重大科技基础设施--X射线自由电子激光试验装置(简称:SXFEL试验装置)EEHG-HGHG级联模式自由电子激光通过了中国科学院条件保障与财务局组织的工艺测试。测试组由来自中国科学院近代物理所、中国科学院高能物理所、中国科学院大连化物所、上海交通大学、上海科技大学等单位的专家组成,夏佳文院士任测试组组长。专家组听取了项目组关于EEHG-HGHG级联的调试和自测报告,详细讨论确定了测试大纲,并进行了现场测试,测试结果表明:第一级自由电子激光工作在EEHG模式,第二级自由电子激光工作在HGHG工作模式;第一级EEHG模式获得了比HGHG模式更窄的带宽和更高的中心波长稳定性;在国际上首次实现了EEHG-HGHG级联模式放大,在8.94 nm波长下最大峰值功率超过100 MW。 SXFEL试验装置由中国科学院和教育部共同建设,项目法人单位为中国科学院上海应用物理所,北京大学为共建单位,清华大学为合作单位。装置建设得到了中国科学院上海高等研究院、上海科技大学、中国科学院高能物理所和中国科学院大连化学物理所等单位的大力支持和积极参与。SXFEL试验装置的科学目标为:探索两级外种子自由电子激光级联模式,包括两级级联HGHG和EEHG-HGHG级联模式,以发展硬X射线自由电子激光装置的技术路线,解决并掌握关键技术。SXFEL试验装置的工程目标为:建成由射频电子直线加速器驱动的软X射线自由电子激光装置,为升级为用户装置提供基础。 SXFEL试验装置由光阴极注入器、主加速器、两级级联波荡器和公用设施等组成,设计指标为:电子能量0.84吉电子伏特,电荷量0.5纳库,峰值电流不小于500安培,归一化发射度不大于2.5毫米毫弧度,波长小于9纳米,脉冲峰值功率不小于100兆瓦,脉冲长度100至200飞秒。 SXFEL试验装置于2015年初正式开工建设,2016年12月实现了波荡器通束出光,2019年3月19日直线加速器通过工艺测试,2020年5月29日两级级联HGHG自由电子激光通过工艺测试。 至此,SXFEL试验装置完全达到了国家批复的设计指标,全面完成了项目工程目标和科学目标。