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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 點擊量：5295
“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。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】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)展改革委立項支持、中國科學(xué)院高能物理研究所承擔建設(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、高亮度、高強度和能譜寬等特點，可以穿透物質(zhì)、深入內(nèi)部。當光束照射在物質(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)和運動規(guī)律，觀察微觀世界之中時空的流變。
HEPS運行的首要目標是提供高能、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)域為用戶提供更好的支撐平臺。
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，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)的實驗站，可以滿足不同用戶的需求。“從光束線指標看，它超過了國內(nèi)所有的同步輻射光源；從設(shè)計角度看，它是目前世界上設(shè)計指標最高的光源，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2025年開始試運行。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)的運行規(guī)范和已有光源的開放共享經(jīng)驗，全天時運行，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)的實驗線站申請機時。
建設(shè)HEPS，使得我國的同步輻射光源向高能區(qū)擴展，和我國現(xiàn)有的光源形成能區(qū)的互補，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、《瞭望》)
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