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探索微觀世界的有利重器：我國第一臺高能同步輻射光源年底完成注入器安裝
2022年03月09日 13:23:57
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：5306
“高能同步輻射光源的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)今年會全部完成，同時，設(shè)備的部件生產(chǎn)已經(jīng)完成相當(dāng)大一部分，正在逐步安裝，爭取年底完成注入器安裝，并開始調(diào)試?！眱蓵陂g，全國人大代表、中國科學(xué)院院士、中科院高能物理所所長王貽芳說道。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】高能同步輻射光源(HEPS)是中國“十三五”期間優(yōu)先建設(shè)的大科學(xué)裝置。由國家發(fā)展改革委立項(xiàng)支持、中國科學(xué)院高能物理研究所承擔(dān)建設(shè)。它是我國第一臺高能量同步輻射光源，也是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一。同步輻射光源被譽(yù)為“超級顯微鏡”，可以利用X射線看清物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，是前沿基礎(chǔ)科學(xué)、工程材料和裝備制造等戰(zhàn)略高技術(shù)不可或缺的手段。
“高能同步輻射光源的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)今年會全部完成，同時，設(shè)備的部件生產(chǎn)已經(jīng)完成相當(dāng)大一部分，正在逐步安裝，爭取年底完成注入器安裝，并開始調(diào)試。”兩會期間，全國人大代表、中國科學(xué)院院士、中科院高能物理所所長王貽芳說道。
同步輻射是指速度接近光速的帶電粒子在做曲線運(yùn)動時沿切線方向發(fā)出的電磁輻射，也叫做同步光。這些小光束具有穿透性強(qiáng)、高亮度、高強(qiáng)度和能譜寬等特點(diǎn)，可以穿透物質(zhì)、深入內(nèi)部。當(dāng)光束照射在物質(zhì)上時，就會產(chǎn)生許多不同的效應(yīng)，比如光電子發(fā)射、離子或中性原子脫離、吸收、散射等現(xiàn)象。這些效應(yīng)與物質(zhì)本身的物理或化學(xué)特性密切相關(guān)。因此，科學(xué)家通過探測到的這些反應(yīng)就能研究在分子、原子尺度上各種物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動規(guī)律，觀察微觀世界之中時空的流變。
HEPS運(yùn)行的首要目標(biāo)是提供高能、高亮度的硬X射線。依靠這種高性能的X射線能夠滿足與國家發(fā)展戰(zhàn)略和工業(yè)核心需求相關(guān)研究的迫切需求。同時，HEPS也能在其他能區(qū)提供亮度更高的X射線，在基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域?yàn)橛脩籼峁└玫闹纹脚_。
迄今為止，世界上約70%的已知生物大分子結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)、DNA、RNA、核糖體、病毒等，都是借助同步輻射光了解的，同步輻射裝置為各學(xué)科的前沿研究提供了重要支撐。近年來，世界各國都在加大對同步輻射設(shè)施建設(shè)的投入。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全世界已相繼建成50多臺同步輻射光源。
而與中、低能區(qū)的同步輻射光源相比，HEPS的能量高，能夠“看清”厚重的樣品；同時，它的亮度比第三代光源高出兩個數(shù)量級(百倍)及以上，能夠看到很小的樣品，看樣品所用的時間也比較短。更重要的是，HEPS將建設(shè)數(shù)十條光束線和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)站，可以滿足不同用戶的需求。“從光束線指標(biāo)看，它超過了國內(nèi)所有的同步輻射光源；從設(shè)計(jì)角度看，它是目前世界上設(shè)計(jì)指標(biāo)最高的光源，沒有之一。”王貽芳說道。
HEPS于2019年6月在北京懷柔科學(xué)城開工建設(shè)，建設(shè)周期6.5年，預(yù)計(jì)2025年開始試運(yùn)行。建成后，HEPS將成為中國第一臺高能量同步輻射光源，也是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，與美國先進(jìn)光子源、歐洲同步輻射裝置、日本SPring-8、德國的PETRA-III一起，構(gòu)成世界五大高能同步輻射光源。
王貽芳強(qiáng)調(diào)：“它將滿足國家戰(zhàn)略和工業(yè)核心創(chuàng)新能力等相關(guān)研究對高能量、高亮度X射線的迫切需求，為基礎(chǔ)科學(xué)和工程科學(xué)等領(lǐng)域原創(chuàng)性、突破性創(chuàng)新研究提供重要支撐。”
HEPS建成后，將參照相關(guān)的運(yùn)行規(guī)范和已有光源的開放共享經(jīng)驗(yàn)，全天時運(yùn)行，按照“開放合作、資源共享”的原則，面向多用戶、多領(lǐng)域開放，相關(guān)院校用戶可根據(jù)需求，選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)線站申請機(jī)時。
建設(shè)HEPS，使得我國的同步輻射光源向高能區(qū)擴(kuò)展，和我國現(xiàn)有的光源形成能區(qū)的互補(bǔ)，改善我國科技基礎(chǔ)設(shè)施的水平，提升基礎(chǔ)科學(xué)和高技術(shù)領(lǐng)域的原始創(chuàng)新能力。
(資料來源：科技日報(bào)、《瞭望》)
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