La emblemática instalación de radiación sincrotrón de China, la Fuente de Fotones de Alta Energía, ha entrado en su fase final de construcción tras el inicio de la fase de puesta en servicio conjunta, según anunció el jueves el Instituto de Física de Altas Energías de la Academia de Ciencias de China.
Como una de las instalaciones científicas clave de China, HEPS ocupa una superficie equivalente a aproximadamente 90 campos de fútbol, pero su misión es iluminar el mundo microscópico a escala nanométrica.
Será una instalación de radiación sincrotrón de cuarta generación y la primera fuente de luz de alta energía de China diseñada para ofrecer el mayor brillo del mundo, y se espera que entre en funcionamiento a finales de este año.
Servirá como plataforma de investigación para la ciencia de los materiales, la ingeniería química, la biomedicina y otros campos, afirmó el profesor Pan Weimin del IHEP, director del proyecto HEPS.
Pan explicó que la emitancia es un parámetro crítico que evalúa la calidad del haz de electrones, y que HEPS alcanzó una emitancia de haz de electrones de clase mundial de 93 pm·rad en su anillo de almacenamiento en enero de este año, tras una corriente de haz superior a 40 mA. La instalación es capaz de producir la radiación de sincrotrón brillante de mayor calidad del mundo.
«Una menor emitancia reduce la divergencia lateral del haz de electrones, lo que produce una radiación de sincrotrón más brillante», afirmó.
El HEPS está diseñado con aceleradores, líneas de luz, estaciones terminales e instalaciones de soporte. El IHEP inició la construcción en el distrito de Huairou, Beijing, en 2019.
«La instalación está construida sobre 3 metros de hormigón simple y 0,8 metros de hormigón armado, lo que integra toda la estructura y logra el objetivo de microvibraciones inferiores a 25 nanómetros durante su funcionamiento. En un edificio convencional, incluso un simple pisotón podría provocar vibraciones micrométricas en los equipos cercanos», explicó Pan, añadiendo que se superaron numerosos obstáculos técnicos durante el proceso de construcción.
El anillo de almacenamiento de la instalación está equipado con 1.776 imanes de varios colores, que controlan el haz de electrones para que funcione de forma estable a altas velocidades dentro de una pista de vacío del ancho de un pulgar.
La parte más estrecha de esta pista electrónica tiene un diámetro de tan solo dos o tres milímetros. Durante la construcción de la instalación, la instalación de las cajas de vacío fue propensa a ligeras deformaciones.
«Tras repetidos experimentos, descubrimos que la solución era sorprendentemente sencilla: dejando reposar los productos durante una o dos semanas tras su recepción, hasta que se liberara la tensión del metal, el problema se resolvió sin esfuerzo», declaró Pan en una entrevista con el Beijing Daily.
La línea de luz de imágenes de rayos X duros (HXI), una de las primeras líneas construidas, se destaca como una de las plataformas experimentales distintivas destinadas al estudio de las microestructuras internas en materiales de ingeniería.
«Esta gran instalación es como una máquina de rayos X de gran tamaño, cuya luz emitida alcanza una energía de hasta 300 keV, capaz de penetrar varios centímetros de acero», declaró Dong Yuhui, subdirector ejecutivo de HEPS.
En comparación con una máquina de rayos X convencional, su brillo es un billón de veces mayor, lo que nos permite ver el mundo microscópico con mucha más claridad», añadió.
«HEPS puede ayudar a los investigadores a completar tareas previamente imposibles en campos que van desde la industria aeroespacial y la nanotecnología hasta la biomedicina y el desarrollo de nuevos materiales», afirmó.
