上海光源實(shí)驗(yàn)室

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1、上海光源實(shí)驗(yàn)室——中國(guó)國(guó)家重大科學(xué)工程工程投資額：12億元工程期限：2004年—2009年上海光源是一臺(tái)高性能的中能第三代同步輻射光源，它的英文全名為ShanghaiSynchrotronRadiationfacility，簡(jiǎn)稱SSRF。它是我國(guó)迄今為止最大的大科學(xué)裝置和大科學(xué)平臺(tái)，在科學(xué)界和工業(yè)界有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，每天能容納數(shù)百名來(lái)自全國(guó)或全世界不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師在這里進(jìn)行基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)。?　　上海光源工程總投資約12億元人民幣,其中國(guó)家安排投資4億元,上海市和中科院各出資4億元。工程座落在浦東張江高科技園區(qū)的張衡路239號(hào)，于2004年12

2、月啟動(dòng)，目前已開(kāi)工近4年，按節(jié)點(diǎn)順利進(jìn)入最后1/4工期。2008年內(nèi)，在這座體育場(chǎng)大小的圓形建筑內(nèi)，直線電子加速器、小環(huán)增強(qiáng)器、大環(huán)儲(chǔ)存器"三大件"都將完成安裝，預(yù)計(jì)再經(jīng)過(guò)一個(gè)調(diào)試周期，這一光源工程可于后年初正式建成投運(yùn)。工程用地范圍約20萬(wàn)平方米，相當(dāng)于28個(gè)足球場(chǎng)。這種先進(jìn)的同步輻射光源裝置，可同時(shí)提供從"硬X射線"到"遠(yuǎn)紅外波段"的高亮度光束。自1974年同步輻射現(xiàn)象被首次觀察到，這類(lèi)光源裝置至今已發(fā)展出第三代。各國(guó)家和地區(qū)現(xiàn)有同步輻射光源50多臺(tái)，像上海光源這樣的第三代光源，已建成11臺(tái)，在建和設(shè)計(jì)中的有13臺(tái)。預(yù)計(jì)2010年前后，全球每天都有上萬(wàn)名科學(xué)家和

3、工程師利用這些光源產(chǎn)生的不同波長(zhǎng)的光，從事前沿學(xué)科研究和高新技術(shù)開(kāi)發(fā)。據(jù)悉，上海光源建成后總能量可躋身世界四強(qiáng)，成為我國(guó)新世紀(jì)必不可少的大科學(xué)平臺(tái)?！　≡摴こ讨黧w結(jié)構(gòu)分為三部分，外圈為432米周長(zhǎng)的大環(huán)儲(chǔ)存器，與之相切的內(nèi)圈是一個(gè)180米周長(zhǎng)的小環(huán)增強(qiáng)器，它連接著中心位置上的直線電子加速器---這一整條"光電隧道"的能量傳送方向?yàn)?直線－小環(huán)－大環(huán)"。目前，"直線"、"小環(huán)"內(nèi)的設(shè)備均已安裝到位，并且完成了調(diào)試，進(jìn)度比預(yù)期快很多，創(chuàng)造出了光源建設(shè)領(lǐng)域的世界級(jí)速度。同時(shí)，工程確保了光束流的軌道穩(wěn)定在千分之二到千分之五毫米之間，達(dá)到國(guó)際高精尖水平。年底前，"大環(huán)"設(shè)備安

4、裝即將收尾，并啟動(dòng)調(diào)試工作，計(jì)劃至明年中期完成。此后，再經(jīng)歷一個(gè)工程優(yōu)化和提升過(guò)程，上海光源就能如期于2009年"出光"。　　據(jù)透露，在足有400米跑道長(zhǎng)的"大環(huán)"外，還將逐步建成40到50個(gè)"光束線站"，這些"光的實(shí)驗(yàn)室"依次分布在"大環(huán)"外圍，從"光環(huán)"中引出所需的光束線。明年，首批實(shí)驗(yàn)用戶即可進(jìn)站。由于上海光源堪稱各種光的"博物館"，可為微電子、制藥、新材料、生物工程、精細(xì)石油化工等眾多先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域提供研發(fā)手段。同步輻射是由以接近光速運(yùn)動(dòng)的電子在磁場(chǎng)中作曲線運(yùn)動(dòng)改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)所產(chǎn)生的電磁輻射,其本質(zhì)與我們?nèi)粘＝佑|的可見(jiàn)光和X光一樣，都是電磁輻射。由于這種輻射

5、是1947年在同步加速器上被發(fā)現(xiàn)的，因而被命名為同步輻射（Synchrotronradiation）。由于同步輻射造成的能量損失極大地阻礙了高能加速器能量的提高，因此在早期同步輻射被作為高能物理極力要排除的因素。后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)同步輻射具有常規(guī)光源不可比擬的優(yōu)良性能，如高準(zhǔn)直性，高極化性，高相干性，寬的頻譜范圍、高光譜耀度和高光子通量等。從70年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)國(guó)家逐步開(kāi)展了同步輻射的應(yīng)用研究，其卓越的性能為人們開(kāi)展科學(xué)研究和應(yīng)用研究帶來(lái)了廣闊的前景，因此在幾乎所有的高能電子加速器上都建造了同步輻射線站，以及各種應(yīng)用同步輻射光的實(shí)驗(yàn)裝置。同步輻射光源自1947年代誕生以來(lái)

6、，已有近60年的歷史，隨著應(yīng)用研究工作不斷深入，應(yīng)用范圍不斷拓展，對(duì)同步輻射光源的要求也不斷提高，并經(jīng)歷了三代的快速歷史發(fā)展階段。第一代同步輻射光源是寄生于高能物理實(shí)驗(yàn)專(zhuān)用的高能對(duì)撞機(jī)的兼用機(jī)，如北京光源（BSR）就是寄生于北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（BEPC）的典型第一代同步輻射光源；第二代同步輻射光源是基于同步輻射專(zhuān)用儲(chǔ)存環(huán)的專(zhuān)用機(jī)，如合肥國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室（HLS）；第三代同步輻射光源是基于性能更高的同步輻射專(zhuān)用儲(chǔ)存環(huán)的專(zhuān)用機(jī)，如上海光源(SSRF)。目前世界上已建成的第一代同步輻射光源有17臺(tái)，第二代有23臺(tái)，第三代有13臺(tái)（包括我國(guó)臺(tái)灣及南韓的各1臺(tái)），正在建造和

7、設(shè)計(jì)的第三代同步輻射光源有12臺(tái)。預(yù)計(jì)到2010年前后，每天將有上萬(wàn)名科學(xué)家和工程師同時(shí)使用這些同步輻射光源，從事前沿學(xué)科研究和高新技術(shù)開(kāi)發(fā)。第一代、第二代、第三代同步輻射光源之間的最主要的區(qū)別，是在于作為發(fā)光光源的電子束斑尺寸或電子發(fā)射度的迥異。例如第二代的合肥同步輻射光源，其電子束發(fā)射度約150納米弧度，而第三代的上海光源，其電子束發(fā)射度約4納米弧度，二者相差近40倍，結(jié)果得到的光亮度差1600倍，近三個(gè)量級(jí)！另一顯著差別是可使用的插入件的數(shù)量懸殊，第二代光源僅能安裝幾個(gè)插入件，而第三代光源可有十幾個(gè)到幾十個(gè)插入件。由于插入件產(chǎn)生的光較之彎轉(zhuǎn)磁鐵產(chǎn)生的光具有