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上海光源国家重大科学工程通过验收

行业聚焦点中国仪表网2010年01月21日 10:16人气:4504

      1月19日下午,总投资超过14亿元的上海光源(SSRF)国家重大科学工程通过国家验收,意味着这个第三代同步辐射光源大科学装置,历经10年立项和52个月建设,即将正式对国内外科研用户开放。

      无论是投资还是规模,上海光源都是国内目前最大的大科学工程,它能做什么?其科学地位和作用是什么?是不是自主研制?……记者为此专访了上海光源工程总指挥、中国科学院副院长江绵恒等专家。

“它是一个多学科开放共享的实验平台” 

      上海光源犹如一台功能强大的“超级X光机”和“超级显微镜”,其亮度是最强的X光机的上亿倍,具有波长范围宽、高强度、高亮度、高准直性、高偏振与准相干性、高纯净并可准确计算等一系列比其他人工光源更优异的特性,是继电光源、X光源、激光光源之后第四次为人类文明带来革命性推动的一个新光源。

      由30多位院士和专家组成的国家验收委员会认为,上海光源以世界同类装置最少的投资和最快的建设速度,实现了优异的性能,成为国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源之一,是我国大科学装置建设的一个成功范例。

      “它的用处太多了,是一个多学科开放共享的实验平台。”江绵恒说,“它提供性能非常优异的光——从红外线到高能X射线(硬X射线)宽广波段、光谱连续的光,为我国及全世界诸多学科的前沿基础研究和高新技术开发应用,提供了一个很先进又不可替代的工具。”

      利用它,可从事生命、材料、环境、医学、药学、地质学等多学科的前沿基础研究,以及微电子、医药、石油、化工、生物工程、医疗诊断等高技术开发应用的实验研究。

      中科院上海药物所沈旭研究员告诉记者,使用上海光源,他研究晶体结构的效率提高了数十倍,“以前用普通X光衍射,要做几天的工作,现在只需要20分钟左右的时间,可以说实现了质的飞跃。”

“将同时容纳上千名科学家一起工作”

      从空中俯瞰,上海光源仿佛一个美丽的巨型“鹦鹉螺”。这个巨大“鹦鹉螺”内部,有一台周长180米的增强器,一台周长432米的电子储存环,还有首批建设的7条光束线和实验站。

      让人难以想象的是,这个“鹦鹉螺”是由2100根48米深的混凝土的桩基撑起来的。江绵恒说,这个建筑内部,科学实验的要求很高,比如振动不能超过1微米。在隧道内部,温度的要求是27摄氏度,正负不超过0.2摄氏度,而上海光源做到了正负不超过0.1摄氏度。52个月的建设周期,也创造了世界纪录。

      自2009年5月6日,上海光源对用户开放试运行,至2010年1月13日,累计提供用户机时15436小时,用户已超过1000人,执行了101个科研院所和大学的用户课题432个,涵盖生命科学、材料科学、环境科学等十几个学科,取得了一批很好的实验结果。

      “第一批,我们建成了7条光束线和实验站,可同时容纳近百名科学家开展实验。”江绵恒说,“我们计划在2020年左右再建成约30条光束线站,到2030年建满达到60条光束线站,到那时将同时容纳上千名科学家一起工作。”

“完全是我们自己的科技队伍做出来的”

      上海光源已进入国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源的行列,其中不少指标处于国际最好水平之列,且性价比高,自主研制的设备超过70%,形成了一系列具有自主知识产权的高新技术储备。

      “上海光源从建筑、装置到设备,它完全是我们自己的科技队伍做出来的,安装也是我们自己的技术工人队伍完成的,达到了非常高的工艺水平。”江绵恒说,比如180米的增强器,用于修正电子束流轨道的56块校正磁铁,1块也没用就调通了,说明我们的设计、加工、安装都几乎没有偏差,在世界加速器界可能是“空前”了。

      江绵恒还介绍说,上海光源是中科院和上海市完美合作的结晶,其主要参建、参研单位有上百家。国际先进的定位,对这些单位提出近乎苛刻的要求,需要他们“跳一下”才有可能达到。而就是在这个“跳一下”的过程中,在工程科研团队的指导与合作下,相关单位和企业的技术能力都获得了提升、飞跃。

“我们需要更先进光源的前瞻部署” 

      上海光源的建成,标志着我国在建设大科学工程实验装置方面,具备了高水平的自主创新和技术集成的能力,进入了世界先进行列。

      “但是也应该看到,世界上最早的第三代的光源是1991年建成的。”江绵恒说,“尽管我们有自己的创新,但在时间上落后了将近20年。而且,新光源——自由电子激光光源,已在国际上加速发展起来,美国SLAC的X射线自由电子激光去年已经出光,德国、日本、韩国等也已起步。”

      江绵恒因此强调:“我们也需要同时进行更先进光源的前瞻部署。”他透露,中科院已经向国家建议,在上海光源的北面,建设一台软X射线自由电子激光试验装置,开展短波长自由电子激光装置的预先研究;希望在这之后,再向国家申请建设硬X射线的用户装置,把我国与先进国家在光子科学领域的发展差距缩短到10—15年左右。
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