《新型巴西同步加速器光源成功调试》

  • 来源专题:重大科技基础设施领域知识集成服务平台
  • 编译者: 魏韧
  • 发布时间:2020-09-14
  • 2019年12月14日,巴西能源和材料研究中心团队将电子在SIRIUS的存储环中存储了几个小时。这是产生同步辐射光的先决条件,而且是在完成围绕主加速器的第一个电子回路几周后就实现了这一操作。12月16日,将加速器与用于测试的束线连接,接收到第一个X射线脉冲,由于循环电子数量少,该X射线脉冲仍然是离散的。
    这项成就是在调整数百个设备参数后实现的,是SIRIUS调试过程中的重要里程碑。该团队现在致力于获得更高的电流,产生足以进行首次科学实验的强度的同步辐射。
    SIRIUS是巴西有史以来建造的最大、最复杂的科学基础设施,也是世界上第一批第四代同步加速器光源之一,设计目的是使巴西处于此类技术的最前沿。下一步将完成首批光束线的组装,为科学家提供研究工作站,开展以高分辨率和高速度条件下研究原子和分子尺度上的有机和无机材料结构
    新型巴西同步加速器光源SIRIUS位于圣保罗坎皮纳斯的巴西能源和材料研究中心(CNPEM)。巴西科学、技术、创新和通信部(MCTIC)与公司合作承担了85%的资源投资。除建筑工程外,还与巴西能源和材料研究中心研究人员和工程师合作,与300多家大中小型公司签订合同,其中40多家专为SIRIUS开发提供技术解决方案。
    同步加速器光源是开放式和多学科研究基础设施的先进范例,是解决对巴西学术界和工业界至关重要的问题的关键工具,可应用于能源、食品、环境、健康、国防等诸多战略领域。

  • 原文来源:https://www.lnls.cnpem.br/sirius-reaches-his-first-stored-electron-beam/
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  • 《高能第四代同步加速器极亮光源》

    • 来源专题:重大科技基础设施领域知识集成服务平台
    • 编译者:魏韧
    • 发布时间:2020-09-14
    • 第一批电子已按计划注入新的欧洲同步辐射光源(ESRF)极亮光源存储环。这是第一个第四代高能同步辐射光源——极亮光源(EBS)建设道路上的重要里程碑,它标志着在ESRF现有设施的基础上成功完成了全球独一无二的加速器的建造和安装工作,也标志着新一代高能同步加速器的调试阶段的开始。 12月2日,各个团队都在ESRF的控制室里仔细监测新的EBS储存环的第一批电子。第一批电子循环是一个巨大的成就,对于整个同步加速器用户群体来说,是值得骄傲的。极亮光源现在开始活跃起来,这是迈向新一代硬X射线源的重要里程碑,它将成为国际科学界推动科学前沿不可或缺的工具。 在首次注入电子之后,研究小组将在接下来的几周内努力优化束流参数,提高电流,并使用束流调节储存环真空系统。 接下来要做的工作包括: •2020年3月2日之前进行储存环调试,获得重启实验计划所需的束流参数, •2020年3月2日至8月24继续进行储存环调试,并重新启动实验计划, •2020年8月25日恢复用户服务模式。 极亮光源是2015-2022年期间斥资1.5亿欧元建造的欧洲同步辐射实验室升级项目,作为欧洲研究基础设施战略论坛(ESFRI)路线图中的里程碑,其核心是基于ESRF充分开发的新型储存环概念建造全新的同步加速器。 为有效利用新资源,最先进的波束、先进的仪器方案和数据管理执行计划补充了该计划方案。 ESRF于1988年建立,并在1994年启用,是第一台第三代同步加速器,将以前的参数提高了100至1000倍。ESRF正在使用极亮光源取代其先前的第三代光源,这台机器将光源参数,特别是X射线束的亮度和相干性,至少再提高100倍。极亮光源的性能提升依赖于高效实现了极低发射度多弯消色差透镜(MBA)储存环。极亮光源概念基于混合多偏转磁铁消色散磁聚焦结构(HMBA)设计,目前正在为全球新一代同步辐射光源的研发打下基础。 极亮光源依托于多项关键创新技术。这是第一种新型存储环,其将原来每个单元两个弯曲磁铁增加到七个,并采用了原始的磁光学设计,最大化电子束可用的稳定相空间体积,并大幅降低了水平发射度。其结果是电子束的横向堆积更加紧密,使X射线的亮度和相干度提高了两个数量级。极亮光源还对128个偶极磁体采用永磁体技术,显著减少了同步辐射损耗,壁挂式电耗显著减少20-30%。极亮光源解决了长达几十年的难题,实现了稳定、高性能的衍射极限高能存储环,使ESRF-EBS存储环成为第一个高能第四代同步辐射光源。 极亮光源增强的X射线性能将为从宏观到纳米尺度的材料和生命物质的研究提供新工具,并有望直接为原子团成像,使科学家能够更详细、更高质量、更快地探索复杂材料,在卫生、能源、环境、可持续创新材料、文化遗产和古生物学等领域激发新的研究机会。 2019年3月至2019年12月,新的极亮光源存储环安装完毕,包括超过1万个单独部件,每个部件都精确排布在844米长的存储环上,精确到50微米(大约一根头发的宽度)。ESRF专家现在面临的挑战是在三个月内使新机器达到运行条件,届时将重新启动该设施的光束线站,目的是于2020年8月25重新启动用户方案,向国际科学用户开放最多的实验仪器。 正如ESRF的Francesco Sette所解释的,“极亮光源项目旨在确保ESRF在未来几十年仍保持同步加速器科学领域的先驱地位,有效地重用90%的现有基础设施,并提出降低ESRF碳足迹的最佳实践。”
  • 《最冷的高能同步加速器实验》

    • 来源专题:重大科技基础设施领域知识集成服务平台
    • 编译者:魏韧
    • 发布时间:2019-06-27
    • 法国的研究团队创造并测试了毫开尔文极低温度(TBT-mK)低温保持器,可支撑科学家开展同步加速器高能范围的最低温度的实验。来自矿物学、材料物理和宇宙化学研究所的Philippe Sainctavit和来自斯特拉斯堡物质与化学研究所、SOLEIL同步加速器的Jean-Paul Kappler和Loïc Joly最先完成了这项发明,并制作出第三代的仪器。 该团队已在ESRF ID12上安装了该机器,在仪器研发团队与线站工作人员协作下,安装历时5周,现用于磁力实验。最近,TBT-mK在欧洲同步辐射光源上营造了0.5开尔文(-272.65摄氏度)的磁场低温环境,并成功开展高能实验。这是高能同步加速器有史以来达到的最低温度。该团队将另一个低温保持器安装在同步加速器SOLEIL的光束线DEIMOS上,在软X射线能量范围也达到了冰点温度。此温度略低于布莫让星云中的温度,后者是宇宙中最冷的已知物体。 科学家使用该仪器进行磁力实验,研究在极低温度下具有某些特性的材料,这种极端低温环境就如同在实验过程中将磁场倍增4倍。在ESRF上,该团队通过分子磁体的构建模块实验成功地完成仪器测试,在低于1开尔文的温度条件下材料特性才得以展现。这些材料被认为是下一代计算机的基石。