电子储存环(electron storage ring)是储存高速运动的电子束流的环形加速器装置,其内的电子可以长时间(几小时甚至几十小时)地做着周而复始的运动电子储存环. 最初是因粒子物理实验的需要而发展起来的,后来也用作同步辐射光源.
电子储存环中主要的磁铁元件为二极磁铁(弯铁)、四极磁铁和六极磁铁二极磁铁和四极磁铁为线性元件,二极磁铁用于弯转电子行进轨道以使之在储存环中做回旋运动,同时也使之在弯转行进时发出同步辐射光,四极磁铁用于约束电子的横向振荡。六极磁铁为非线性元件,用于校正色品。除此之外,电子储存环中还有其它磁铁元件,比如用于提供朗道阻尼以克服电子束流横向不稳定性的八极磁铁,用于校正电子束流闭合轨道畸变的轨道校正磁铁等。电子在储存环中发出同步辐射会损失能量,因而需要用高频腔来为其补充能量。高频腔的引入使得储存环中的电子束流聚成一个个分开的束团,束团内的电子在做横向振荡时也做着纵向振荡。电子储存环中,除了由弯铁来提供同步辐射光,还可以由以周期性变化磁场为特色的插入元件 (比如波荡器,扭摆磁铁)来提供同步辐射光其中波荡器发出的同步辐射光的亮度比弯铁的要高几个数量级。将从弯铁以及插入元件中发出的同步辐射光经由各个光束线引出到相应的实验线站,就可以用于同步辐射实验研究。
早期的同步辐射应用研究主要是在高能物理实验用的电子储存环上开展的。这种储存环是以高能物理实验为主要功能,兼用同步辐射光源。这种兼用同步辐射光源称为第一代同步辐射光源。我国的北京正负电子对撞机就可以分时兼用同步辐射光源。同步辐射应用的初试成果,引起了许多科研人员的巨大兴趣,于是上世纪六一年代人们开始设计建造专门服务于同步辐射应用研究的电子储存环这种同步辐射专用储存环主要由弯铁来产生同步辐射,后来开始应用少量插入元件来产生同步辐射。这种专用同步辐射光源称为第二代同步辐射光源。我国的合肥光源就属于第二代同步辐射光源。随着同步辐射用户对高亮度同步辐射光需求的增加以及加速器设计建造技术的进步,上世纪八十年代中后期人们开始设计建造低发射度电子储存环。这种储存环的电子束流发射度比第二代同步辐射光源储存环的更低,并且应用了大量的插入元件(主要是产生高亮度辐射的波荡器)。这种高亮度专用同步辐射光源称为第三代同步辐射光源。我国的台湾光源和上海光源就属于第三代同步辐射光源。
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