高能同步辐射光源将发出第一缕曙光,但再也不会有人提及光刻厂了!

小夏 科学 更新 2024-01-29

12月11日,国家重大科技基础设施高能同步辐射光源(HEPS)加速器存储环最后一块磁体就位,标志着HEPS存储环主要设备闭环安装,预计2024年发射第一束光。

此前在网络上大肆炒作的光刻厂大V们,被这个里程碑惊呆了!

当事件开始发酵时,我倒了一次水,当然我被骂得很惨。 (“为什么清华EUV光刻厂是假新闻?》)

然而,对于我国科学技术的发展来说,高能同步辐射光源(HEPS)确实是一项具有重要意义的前瞻性研究。

传说中的怀柔“光刻厂”。

高能同步辐射光源(HEPS)是“十三五”规划中国家重大科技基础设施,由中国科学院高能物理研究所承担。 怀柔科学城安装完成后,将成为国内最早、全球最亮的同步辐射光源之一,可发出比太阳亮1万亿倍的光。

该设备将有助于更深入分析物质的微观结构进化机制为提升我国国家发展战略和前沿基础科技领域原始创新能力提供了高科技研究平台,为国家解决资源、能源、环境、人口健康等诸多领域面临的挑战提供了科学依据。 具有更高亮度和更高相干性的同步光有利于相干X射线成像等新兴实验技术的发展,将对材料科学、化学工程、能源与环境、生物医学、航空航天、科技考古等众多基础科学和前沿工程领域的研究发挥重要作用。 等。

换句话说,这是一个基础科学的研究平台,而不是一个建立在互联网上的平台。光刻厂“的。

北京怀柔HEPS项目,整个建筑的形状像一个放大镜,寓意着它探索微观世界主要工具包括加速器、光束线和实验站。 环形加速器中产生的高通量X射线通过“通道”到达实验站。 装置建成后,最多可容纳不少于90个实验站,可对不同样品进行“体检”。 该工厂的设计使用寿命为 30 年,并将改造为 50 年的使用寿命。

该项目的目标是存储 6 吉电子伏特的环能,发射率小于 006纳米弧度,高性能光束线站容量不低于90,为X射线提供300kV电子伏能量,具有纳米空间分辨率、皮秒时间分辨率、毫电子伏能量分辨率能力。

说白了,这个项目的目标就是实现尽可能同步亮度。与第三代光源中的平面分布相比,光源变成了一个小的椭圆形光斑,导致亮度和横向相干性显着增加。

美国ALS光源。

在我国高能同步辐射光源(HEPS)存储环设计中,基于改进的优化算法,提出了一种性能更好的改进混合MBA结构设计方案,并利用随机优化算法在多维变量空间内进行全局优化,尽可能探索衍射光源的极限性能。 例如,具有代表性的随机优化算法是遗传算法,它模拟自然界中的进化过程,从随机生成的种子种群开始,通过交叉和突变不断生成亚种群,并不断进化,直到趋于优化。

HEPS光源整体设计布局示意图。

目前,我国高梯度磁体和小孔径真空技术在预研阶段已经攻克了一些技术难题,国内首次开发了80 T m超高梯度四极铁和NEG镀膜真空技术。

HEPS项目自2024年6月开工建设以来,已完成直线加速器和增压器束流放电,存储环磁体、机械、电源、预准直系统已率先完成全部开发任务,正在大力推进真空、束流控制、注入和引出、高频、低温等设备和光束线站的批量加工和测试, 第一束光预计将于2024年发射。

世界上已经建造了3个一流的同步辐射光源,中国的这个就是其中之一。

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