文汇报首席记者 许琦敏
“这里再抬一点,螺丝慢点紧……”这几天,位于浦东张江的新一代光源———X射线自由电子激光试验装置,正在紧张调试。近日,记者随项目工程经理、中科院上海应用物理研究所研究员王东进入近300米长的加速器隧道,实地探访。
2016年12月30日午夜,这里已经获得了第一束X射线。春节期间,技术人员也没有一天停工,就为了早日获得自由电子激光。
设备安装误差不能超过0.1毫米
走进近300米长、6米宽的隧道,这里已经一改半年前空荡荡的景象。隧道左边,一排直线加速器、波荡器,浩浩荡荡排开。一年半后,还将有另一条波荡器束线安装到隧道内。那是去年11月开工建设的用户装置的一部分。到2019年正式对用户开放时,用户装置将有两条波荡器束线同时提供软X射线激光。
能拍分子电影、能对活细胞进行三维成像,X射线自由电子激光可以为科学家提供更先进、丰富的综合实验手段。要让设备打出一道道高品质的激光,为科学家照亮未知的世界,设备安装和调试非常重要。
王东说,从去年9月设备进场,他们就开始了繁忙的安装和调试,“我们人手少,而设备调试需要24小时不间断进行,所以只好两班倒。”
胡晓是中科院上海应用物理研究所机械工程部真空组的副组长。他正带着技术工人连接一段超高真空管。这是未来自由电子激光的“专用通道”,不到两指宽,长度几乎与隧道相等。
这里大多数设备的安装误差不能超过0.1毫米。遇到十几米长的真空管,安装和准直就得三四个工人花上半天时间。
胡晓说,每天,他们在隧道里至少要走两万步,而且正式调束调光和运行之后,隧道就会封闭起来,所以这里没有任何供人使用的设施,连喝口水都要走出隧道。由于常年有45℃温水循环在设备外,隧道里相当闷热。为了赶时间,他们常常只能忍着口渴。“为了尽快出光,大家都很拼。”胡晓说。
科学家们盼着新一代光源出光
作为第三代同步辐射光源,上海光源从2009年竣工至今,机时一直供不应求。而X射线自由电子激光与上海光源性能优势互补。迄今为止,利用这种新一代光源,人类已解决了多项重大科学难题。尽管尚在调试中,国内科学家已经摩拳擦掌,期盼着它出光。
王东透露,中科院大连化学物理研究所已有课题组在准备实验,只等自由电子激光的光束调试到位,打算立刻就着实验光束先用起来。
去年年底,这台自由电子激光装置的电子束贯通波荡器已经获得了第一束X射线。不过,王东说,那仅标志着整台设备初步安装调试完成。要达到工程设计的指标,还需要进一步调试。
胡晓介绍,电子束团在真空管中经过时,外部的设备,比如磁铁、波荡器,就会对电子束团进行“加工”,“如果出现偏差,就会影响光束质量,严重的还会让电子束团偏离预定轨道,撞到真空管壁上。”
这几天,技术人员正在安装一台新的波荡器,涉及到很多工种:机械工程部的真空组负责真空管的安装、调试;四极磁铁则由磁铁组安装;最后,机械组还要负责全面准直,万一真空管空间定位有了偏差,波荡器磁铁合上工作时,就可能把管道压变形,甚至压断。
酝酿中的下一代光源有望实现超越
从隧道出来,走进王东的办公室,记者看到,墙上又挂起了一张新的装置构想示意图。“我们已准备在‘十三五’期间开始设计和建造新的自由电子激光装置。”他说。
中科院上海应用物理研究所所长赵振堂说,上海光源的建成,让中国加入了同步辐射的“世界俱乐部”;X射线自由电子激光试验及用户装置的建成,会使我们开始与世界并行;而建议中的硬X射线自由电子激光装置,则有希望让中国实现超越。