中国计划建世界最亮同步辐射光源 比美国NSLS-II亮70倍

蔡丽娟 2017-01-21 20:19:46

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记者从中国科学院获悉,在“十三五”期间,我国将在北京建设一台高性能的高能同步辐射光源,也称为“北京光源”,其设计亮度及相干度均高于世界现有、在建或计划中的光源。未来这一新光源系统装置建成后,将满足我国重大战略需求,并对众多基础科学的研究发挥关键支撑作用。

同步辐射光源是指一种利用相对论性电子在磁场中偏转时产生同步辐射的高性能新型强光源。它利用X光可以测量各种物质的原子结构。未来将建成的“北京光源”将采用了能够大幅度降低储存环电子发射度的“多弯铁色散”结构,使电子发射度低于0.1纳米弧度,接近衍射极限。经过适当的改进之后,发射度能够达到0.01纳米弧度的衍射极限。

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中科院高能物理研究所研究员董宇辉:你要看到(物质)里面的细节,很重要一点是要有足够的亮度,比如说,举个例子,打个手电筒看东西,手电筒越亮,就能看得越清楚。科学上就是这么回事,你分辨率是和你的亮度直接相关的。

目前,全世界相继已建成50多台同步辐射光源,提供不同能区的X射线及各种先进的实验技术,能为多学科的创新研究提供支撑。

中科院高能物理研究所研究员董宇辉:我们这个光源主要是两个方面的应用,一个就是国家的重大需求,跟国家安全密切相关的重大需求,航天材料。第二个就是提供这种非常高的分辨率,在空间和能量水平上非常高的分辨率,让我们能够有了解复杂体系的,极精细结构的能力,这样的话就能推动基础科学的进步。

同步辐射光源的发展目前已经经历三代,我国的第一代同步辐射光源以“北京正负电子对撞机”为代表,“合肥光源”是我国的第二代同步辐射光源,我国目前已建成的最先进光源是“上海光源”,它属于第三代同步辐射光源。为了进一步提高我国国家安全和工业核心创新能力,“北京光源”为代表的“第四代同步辐射光源”的建设计划被提上议事日程。它的各项关键性能指标将远高于第三代同步辐射光源。

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中科院高能物理研究所研究员董宇辉:建成以后,我们目前的设计方案,已经比美国已经刚刚建成的NSLS-II要亮70倍,比瑞典刚刚建成,还没有投入运行的MAX IV要亮10倍。  

据悉,我国新一代高能同步辐射光源项目“北京光源”的建设已列入国家发改委发布的国家重大科技基础设施建设“十三五”规划,它也是中科院与北京市共建怀柔科学城的核心。“北京光源”项目预计2018年11月份开工,工期历时约6年,计划耗资48亿元。

(原标题:中国计划建世界最亮同步辐射光源 比美国NSLS-II亮70倍)