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「台灣光子源」同步加速器試車成功 綻放出第一道光芒
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2015/1/5

     
2014年12月31日台灣光子源射出的第一道光芒   國家同步輻射研究中心新建試車中的台灣光子源(大環)及原有運轉中的台灣光源(小環)兩座同步加速器空照圖   中心同仁歡慶台灣光子源試車成功、順利出光I   中心同仁歡慶台灣光子源試車成功、順利出光II


        2014年的最後一天,位於新竹科學園區國家同步輻射研究中心(NSRRC)的台灣光子源控制室在下午1點58分傳來令人振奮的好消息—台灣光子源出光了!同步加速器儲存環的電子束能量已達到設計值30億電子伏特,儲存電流也超過1毫安培的重要試車里程碑,並綻放出第一道光芒,中心人員皆為此歷史性的一刻歡欣鼓舞。在這歲末迎春之際,台灣光子源建造團隊在過去數年來不屈不撓的努力下,成功達成使命,交出漂亮的成績單,也為2015年聯合國教科文組織(UNESCO)即將啟動的「世界光年活動」(International Year of Light; http://www.light2015.org/Home.html)掀開序幕。

背景與源起

        同步加速器光源是當代科技研究中最重要的跨領域大型共用研究設施,可提供高亮度光源以進行材料、生物、醫藥、物理、化學、化工、地質、考古、環保、能源、電子、微機械、奈米元件等基礎與應用尖端研究,因而被稱為現代的「科學神燈」。目前同步加速器光源設施的興建已成為全球各國高科技能力的重要指標。過去十年來,每隔兩至三年就有科學家因利用同步加速器光源取得重要實驗結果,而榮獲諾貝爾獎的最高學術桂冠。

        台灣光子源在科技部的大力支持下,於2010年2月7日動土興建,預計於2015年提供超高亮度的光源及實驗設施供全國科技界進行尖端研究。這座台灣光子源是我國有史以來規模最大的跨領域共用研究設施,將可開創嶄新實驗技術與拓展科學研究領域,帶動我國在科技研發上的蓬勃發展,引導年輕學子投入尖端科學研究,並且協助高科技產業進行技術升級與製程優化,取得領先世界的優勢。

試車與出光

        台灣光子源歷經4年6個月的興建及4個月的測試優化,於2014年12月12日從NSRRC自行設計的增能環開始試車,首先將線性加速器所產生的1億5仟萬電子伏特電子束,在短短的72小時內即成功地利用增能環把電子能量提昇到30億電子伏特,並於12月17日達到高於60 %的增能環效率。同樣由NSRRC自行設計,並以全世界最亮光源為目標的儲存環,在12月29日完成測試優化後開始試車。12月30日電子束成功繞行一圈,證實設計優異、磁場精度達世界最高水準,518米長之儲存環真空腔、磁鐵及其支架等定位達到100微米精度,再配合先進的射束診斷、儀器控制、磁鐵電源及高頻共振腔等子系統,讓試車團隊很快地於12月31日下午1點58分把能量為30億電子伏特的電子儲存至1 亳安培,並於下午5點17分達到5毫安培。

        台灣光子源的興建需結合先進加速器、精密機電及超低微振建築等關鍵技術。此次各子系統的測試優化及增能環與儲存環的試車出光進度十分快速,也證明了此一重大科技建設在設計、建造及試車各方面皆已達世界頂尖水準。NSRRC後續將於2015年安裝超導高頻共振腔及10座聚頻磁鐵,提昇儲存環電流至500毫安培,並將建置光束線及實驗站設施,以供全國科技界進行尖端研究。