上海光源外景
1月19日下午，總投資超過14億元的上海光源(SSRF)國家重大科學(xué)工程通過國家驗收，意味著這個第三代同步輻射光源大科學(xué)裝置，歷經(jīng)10年立項和52個月建設(shè)，即將正式對國內(nèi)外科研用戶開放。
無論是投資還是規(guī)模，上海光源都是國內(nèi)目前最大的大科學(xué)工程，它能做什么?其科學(xué)地位和作用是什么?是不是自主研制?……記者為此專訪了上海光源工程總指揮、中國科學(xué)院副院長江綿恒等專家。
“它是一個多學(xué)科開放共享的實驗平臺”
上海光源猶如一臺功能強大的“超級X光機”和“超級顯微鏡”，其亮度是最強的X光機的上億倍，具有波長范圍寬、高強度、高亮度、高準直性、高偏振與準相干性、高純凈并可準確計算等一系列比其他人工光源更優(yōu)異的特性，是繼電光源、X光源、激光光源之后第四次為人類文明帶來革命性推動的一個新光源。
由30多位院士和專家組成的國家驗收委員會認為，上海光源以世界同類裝置最少的投資和最快的建設(shè)速度，實現(xiàn)了優(yōu)異的性能，成為國際上性能指標(biāo)領(lǐng)先的第三代同步輻射光源之一，是我國大科學(xué)裝置建設(shè)的一個成功范例。
“它的用處太多了，是一個多學(xué)科開放共享的實驗平臺�！苯d恒說，“它提供性能非常優(yōu)異的光——從紅外線到高能X射線(硬X射線)寬廣波段、光譜連續(xù)的光，為我國及全世界諸多學(xué)科的前沿基礎(chǔ)研究和高新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，提供了一個很先進又不可替代的工具�！�
利用它，可從事生命、材料、環(huán)境、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、地質(zhì)學(xué)等多學(xué)科的前沿基礎(chǔ)研究，以及微電子、醫(yī)藥、石油、化工、生物工程、醫(yī)療診斷等高技術(shù)開發(fā)應(yīng)用的實驗研究。
中科院上海藥物所沈旭研究員告訴記者，使用上海光源，他研究晶體結(jié)構(gòu)的效率提高了數(shù)十倍，“以前用普通X光衍射，要做幾天的工作，現(xiàn)在只需要20分鐘左右的時間，可以說實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍�！�
“將同時容納上千名科學(xué)家一起工作”
從空中俯瞰，上海光源仿佛一個美麗的巨型“鸚鵡螺”。這個巨大“鸚鵡螺”內(nèi)部，有一臺周長180米的增強器，一臺周長432米的電子儲存環(huán)，還有首批建設(shè)的7條光束線和實驗站。
讓人難以想象的是，這個“鸚鵡螺”是由2100根48米深的混凝土的樁基撐起來的。江綿恒說，這個建筑內(nèi)部，科學(xué)實驗的要求很高，比如振動不能超過1微米。在隧道內(nèi)部，溫度的要求是27攝氏度，正負不超過0.2攝氏度，而上海光源做到了正負不超過0.1攝氏度。52個月的建設(shè)周期，也創(chuàng)造了世界紀錄。
自2009年5月6日，上海光源對用戶開放試運行，至2010年1月13日，累計提供用戶機時15436小時，用戶已超過1000人，執(zhí)行了101個科研院所和大學(xué)的用戶課題432個，涵蓋生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等十幾個學(xué)科，取得了一批很好的實驗結(jié)果。
“第一批，我們建成了7條光束線和實驗站，可同時容納近百名科學(xué)家開展實驗�！苯d恒說，“我們計劃在2020年左右再建成約30條光束線站，到2030年建滿達到60條光束線站，到那時將同時容納上千名科學(xué)家一起工作�！�
“完全是我們自己的科技隊伍做出來的”
上海光源已進入國際上性能指標(biāo)領(lǐng)先的第三代同步輻射光源的行列，其中不少指標(biāo)處于國際最好水平之列，且性價比高，自主研制的設(shè)備超過70%，形成了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)儲備。
“上海光源從建筑、裝置到設(shè)備，它完全是我們自己的科技隊伍做出來的，安裝也是我們自己的技術(shù)工人隊伍完成的，達到了非常高的工藝水平�！苯d恒說，比如180米的增強器，用于修正電子束流軌道的56塊校正磁鐵，1塊也沒用就調(diào)通了，說明我們的設(shè)計、加工、安裝都幾乎沒有偏差，在世界加速器界可能是“空前”了。
江綿恒還介紹說，上海光源是中科院和上海市完美合作的結(jié)晶，其主要參建、參研單位有上百家。國際先進的定位，對這些單位提出近乎苛刻的要求，需要他們“跳一下”才有可能達到。而就是在這個“跳一下”的過程中，在工程科研團隊的指導(dǎo)與合作下，相關(guān)單位和企業(yè)的技術(shù)能力都獲得了提升、飛躍。
“我們需要更先進光源的前瞻部署”
上海光源的建成，標(biāo)志著我國在建設(shè)大科學(xué)工程實驗裝置方面，具備了高水平的自主創(chuàng)新和技術(shù)集成的能力，進入了世界先進行列。
“但是也應(yīng)該看到，世界上最早的第三代的光源是1991年建成的�！苯d恒說，“盡管我們有自己的創(chuàng)新，但在時間上落后了將近20年。而且，新光源——自由電子激光光源，已在國際上加速發(fā)展起來，美國SLAC的X射線自由電子激光去年已經(jīng)出光，德國、日本、韓國等也已起步。”
江綿恒因此強調(diào)：“我們也需要同時進行更先進光源的前瞻部署。”他透露，中科院已經(jīng)向國家建議，在上海光源的北面，建設(shè)一臺軟X射線自由電子激光試驗裝置，開展短波長自由電子激光裝置的預(yù)先研究;希望在這之后，再向國家申請建設(shè)硬X射線的用戶裝置，把我國與先進國家在光子科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展差距縮短到10—15年左右。
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