中国新建的⾼能同步辐射光源（HEPS）将从2025年起对科研⼈员开放。位于北京近郊、造价48亿元⼈民币的⾼能同步辐射光源（HEPS）将使中国成为少数拥有第四代同步辐射光源的国家。今年底，中国新建的⾼能设施将点亮全球最亮的同步辐射X射线。这个造价48亿元⼈民币的⾼能同步辐射光源（HEPS）将成为亚洲⾸个同类装置，使中国成为全球少数⼏个拥有第四代同步光源的国家。
在距北京市区约50公⾥外的怀柔，研究⼈员正在HEPS的环形建筑内对数千个部件进⾏微调，这些部件将产⽣能深度穿透样本的光源，实时揭⽰分⼦和原⼦结构。到6⽉底，HEPS团队希望能完成真空盒系统的安装——这些关键部件能维持光源的亮度和稳定。在周长1.36千⽶的储存环内，HEPS会把电⼦加速到6千兆电⼦伏的能量。这将产⽣能以纳⽶尺度探索样本的⾼能“硬”X射线。
其时间分辨率是第三代同步加速器的1万倍——周长432⽶的上海同步辐射光源就是第三代同步加速器，也是中国⽬前在⽤的最先进的同步加速器。有了新的加速器，研究⼈员就能获得⼏百纳秒⽽⾮毫秒的测量数据，中国科学院⾼能物理研究所（IHEP）光束线科学家陶冶说。等2025年HEPS向整个科研群体开放后，使⽤者能从14条光束线站中选择，⽤于⽣物医学、能源、先进材料和凝聚态物理等学科的实验。
今后，HEPS预计可容纳不少于90条光束线站。陶冶说：这个环形装置将“影响数学以外的所有科学领域”。该装置位于距北京市区约50公⾥处。来源：中国科学院⾼能物理研究所。⽐如，为了解析蛋⽩质的原⼦结构，研究⼈员需要将这些分⼦纯化并引导成能⽤X射线成像的有序晶体结构。上⼀代同步加速器需要使⽤很难制作的⼤样本，导致⼩的蛋⽩质晶体⼏乎研究不了，Tavares说。
但HEPS的硬X射线强到连最⼩样本的细节也能分析。新的同步加速器还能让研究⼈员快速做完旧装置要⼏天才能完成的实验。Tavares：“它是名副其实的变局者。”⽬前全球在⽤或在建的同步加速器约有70个。但只有⼀⼩部分属于第四代——第四代加速器能产⽣最亮最聚焦的光源。
这其中有瑞典的MAX IV实验室、巴西坎⽪纳斯的Sirius、欧洲同步辐射装置位于法国格勒诺布尔的Extremely Brilliant Source，以及美国伊利诺斯州的先进光⼦源（升级⼯作即将完成）。HEPS是从头开始建设的，⽽⾮基于任何原有装置，因为它需要⽐中国现有加速器更⼤的加速器来产⽣超强硬X射线，IHEP的物理学家、HEPS副总经理李煜辉说道。
HEPS这类第四代加速器使⽤名为多弯铁消⾊散晶格的⼀组磁铁来产⽣⽐上⼀代装置更窄（从⽽更亮）的X射线束，运⾏Sirius的巴西同步光源实验室主任Harry Westfahl Jr说道。HEPS的电⼦束将成为全球最窄的电⼦束，能产⽣⾮常强的X射线。即使使⽤同等量的辐射，研究⼈员获得的样品信息将⽐使⽤前⼏代光源更多。
分辨率如此⾼的成像将对科学家了解物质性质以及开发新材料产⽣巨⼤影响，HEPS国际顾问委员会成员Westfahl说道。⽽现在，研究⼈员必须确保这个光束能达到可使⽤的稳定性。这是个很繁琐的过程，每⼀步都要调整，李煜辉说道，“没有光束⼀开始就是完美的。”