欧盟首个等离子体加速器项目EuPRAXIA概念设计报告发布

2021-02-14 08:28:53

2015年，国际上41个实验室联合组成了一个名为EuPRAXIA的联合会，该联合会目的是设计世界上第一个基于等离子体技术的电子加速器用户装置，该项目将由欧盟资助。

作为该联合会的工作总结，EuPRAXIA联合会于2020年向欧盟委员会提交了一份概念设计报告(CDR)，该报告已于近期在《欧洲物理杂志专题》上公开发表。这份由250个贡献者完成，超过600页的报告是跨学科、多机构共同努力和杰出合作的成果，也是新型等离子加速器领域发展的里程碑。

上海交通大学和清华大学作为欧盟外合作伙伴加入EuPRAXIA项目。两校基于理论/数值模拟和实验方面的研究成果，在高质量束流的电子注入控制、外注入、能量去啁啾，以及X射线源和多级激光尾波加速新方案等方面做出了贡献。未来，两校将和EuPRAXIA进行深入的合作研究，在上海交大、清华大学和EuPRAXIA即将建成的设施上验证双方在CDR中提出的想法和方案。

该概念设计报告详细描述了EuPRAXIA设施的各子系统：包括激光系统、射频加速器系统、和为激光驱动、束驱动等离子加速器的等离子体注入器系统，以及驱动自由电子激光器所需的磁铁、束流传输和诊断系统，还包括对设计实验和模拟的描述。该报告还全面分析了EuPRAXIA对未来创新所能提供的各种机遇，以及为确保整个EuPRAXIA设施能够在8-10年内运行的成本和进度方面的评判和预估。

与目前最先进的基于射频技术的加速器相比，EuPRAXIA项目将大大减少该设施的体积，并节省成本。设计的电子能量范围为1到5GeV，电子束的设计指标将确保其在各个领域的广泛应用，包括利用在该紧凑型EuPRAXIA设施中产生的X射线和粒子束对材料、细菌和病毒开展研究；以及通过该研究在罗马建造自由电子激光器，这将是欧洲最南部的一台自由电子激光器。该项目的协调人拉尔夫•阿斯曼（Ralph Assmann）说:“该项目的实施将支持欧洲在新领域的科学和创新，并将为下一代科学家提供更多急需的机会。”

EuPRAXIA联合会已经与来自15个国家的40个成员研究所和10个观察员研究所签署了项目的下一阶段协议。与此同时，EuPRAXIA项目已申请加入了欧洲研究基础设施战略论坛（ESFRI）的路线图进程，该路线图将由五个欧洲国家在政府层面提供支持，意大利为牵头国。该项目已获得2021年ESFRI路线图更新的资格，目前正在接受ESFRI审查，将于2021年春末或夏季做出决定。