近日，硬X射線自由電子激光裝置（SHINE）開啟注入器束流調(diào)試并實(shí)現(xiàn)束流貫通。束流加速能量達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求的100兆電子伏特（MeV）。

SHINE作為最新一代基于連續(xù)波超導(dǎo)加速器的高重頻自由電子激光裝置，將建設(shè)1臺(tái)電子能量8吉電子伏特的超導(dǎo)直線加速器和若干波蕩器線、光束線及實(shí)驗(yàn)站。注入器是SHINE直線加速器的主要組成部分之一，包含一臺(tái)光陰極常溫連續(xù)波甚高頻（VHF）電子槍、一個(gè)常溫L波段聚束器、工作在2K液氦溫區(qū)的一臺(tái)單腔超導(dǎo)加速模組和八腔超導(dǎo)加速模組等束流加速設(shè)備。SHINE注入器在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了一系列關(guān)鍵技術(shù)突破，如VHF電子槍、高品質(zhì)因數(shù)連續(xù)波超導(dǎo)射頻加速模組等，采用了束流微聚束控制、束流測(cè)量和束團(tuán)分配的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，如控制能散的激光電子束加熱器、測(cè)量束長(zhǎng)的S波段偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、分配束團(tuán)的脈沖磁鐵等。

電子槍發(fā)射的20皮庫(kù)（pC）束團(tuán)電荷量經(jīng)聚束器加速后，首次進(jìn)入超導(dǎo)模組段加速單元�，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員依次完成兩臺(tái)超導(dǎo)加速模組共9支超導(dǎo)加速腔的幅相調(diào)節(jié)和相位掃描，且束流加速能量達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求的100MeV。經(jīng)初步優(yōu)化，束團(tuán)電荷量為20pC、重復(fù)頻率為10Hz、能量為100MeV的束流抵達(dá)注入器末端的45kW滿功率廢束桶，實(shí)現(xiàn)注入器束流貫通。

目前，SHINE直線加速器工藝設(shè)備已全面進(jìn)入加工制造和安裝階段，預(yù)計(jì)整個(gè)SHINE直線加速器將在2027年第二季度完成調(diào)束并達(dá)到驗(yàn)收指標(biāo)。

SHINE的建成將使我國(guó)擁有最新的高重頻、高峰值亮度、納米級(jí)超高空間分辨能力和飛秒級(jí)超快時(shí)間分辨能力的X射線自由電子激光裝置，為物理、化學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等學(xué)科提供高分辨成像、超快過(guò)程探索、先進(jìn)結(jié)構(gòu)解析等研究手段。

中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院作為項(xiàng)目主要建設(shè)單位之一，負(fù)責(zé)硬X射線自由電子激光裝置加速器總體、公用設(shè)施總體工程建設(shè)任務(wù)，參與束線站總體工程建設(shè)工作。此次100MeV出束的注入器由上海高研院負(fù)責(zé)研制、集成和調(diào)試。