Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Лучи HEPS будут в триллион раз ярче Солнца, открывая беспрецедентные возможности для детального научного исследования.
Китай завершает строительство самого яркого в мире источника рентгеновского излучения. Высокоэнергетический фотонный источник (HEPS), расположенный примерно в 50 км к северу от Пекина, как ожидается, начнёт работу уже в этом году. Эта передовая установка позволит проводить исследования в области материаловедения, биомедицины и физики.
HEPS предназначен для генерации лучей, которые в триллион раз превосходят поверхность Солнца по плотности фотонов. Его точность и фокусировка превзойдут аналогичные установки в Европе, Азии и США, согласно Институту физики высоких энергий Китайской академии наук, который руководит проектом.
«Как только HEPS достигнет проектной яркости, он сможет раскрыть микроскопический мир с беспрецедентной детализацией», — заявил Пань Вэйминь, директор проекта. «Он предлагает мощный инструмент для манипулирования материей и наблюдения за всем её жизненным циклом».
Рентгеновская установка начала световую наладку, критически важный этап для тестирования и тонкой настройки системы с использованием реальных фотонных лучей. Этот шаг гарантирует готовность машины к пробной эксплуатации.
Развитие рентгеновской технологии
С 1970-х годов по всему миру было разработано более 70 источников света, которые помогают учёным исследовать атомную структуру материалов.
Эти крупномасштабные машины разгоняют электроны до скорости, близкой к скорости света, используя мощные магниты для их направления. Когда электроны меняют направление, они излучают высокоэнергетические частицы света, которые исследователи используют для анализа молекулярных структур.
HEPS представляет собой крупный технологический прорыв как источник света четвёртого поколения. Он оснащён накопительными кольцами с ультранизким эмиттансом, которые обеспечивают стабильность и высокую фокусировку электронных пучков. Это позволяет учёным наблюдать более мелкие структуры, быстрые процессы и слабые сигналы с беспрецедентной точностью.
Ожидается, что яркость китайской установки будет значительно выше, чем у существующих установок четвёртого поколения, включая Extremely Brilliant Source в Европейском центре синхротронного излучения во Франции. Эта возможность откроет новые горизонты в изучении материалов и биологических систем на атомном уровне.
Пань и его команда подчеркнули важность независимых инноваций в разработке HEPS. «Мы уже преодолели 90% технических проблем. Наша конечная цель — достичь полного внутреннего производства», — сообщил он изданию South China Morning Post (SCMP).
В HEPS внедрён новаторский метод инжекции и экстракции, который повышает эффективность и минимизирует воздействие на окружающую среду. Вместо того чтобы отбрасывать электронные пучки с низкой энергией, HEPS перерабатывает их, объединяя со свежими частицами и повторно ускоряя. Такой подход экономит энергию, улучшает качество пучка и оптимизирует компактную магнитную структуру установки.
«Эта схема инжекции позволяет перерабатывать электронный пучок, повышая экологическую устойчивость процесса», — заявил профессор ЦЗЯО И из Института физики высоких энергий (ИФВЭ), заместитель руководителя ускорительного отдела.
Дополнение к научной инфраструктуре Китая
HEPS — это крупный национальный научно-инфраструктурный проект с инвестициями в 4,8 млрд юаней (52,7 млрд рублей).
Строительство началось в июне 2019 года и, как ожидается, займёт чуть более 6 лет. Ускоритель и первый набор из 14 пользовательских пучков уже завершены. Новая установка также дополнит Шанхайский центр синхротронного излучения (SSRF), один из ведущих китайских источников света третьего поколения.
С момента запуска в 2009 году SSRF принял более 10 000 исследователей и поддерживает тысячи экспериментов ежегодно. Однако растущий спрос на доступ к пучкам привёл к длительным срокам ожидания. Ожидается, что HEPS снизит эту нагрузку, предоставив дополнительные мощности.
С приближением завершения строительства HEPS Китай займёт лидирующие позиции в технологии источников света следующего поколения. Этот мощный инструмент для исследований откроет новые горизонты в материаловедении, медицине и физике, расширяя границы того, что учёные могут наблюдать на атомном уровне.
