加速装置

有一束光,照亮过去和未来丨同步辐射光

发布时间:2025/3/12 11:27:46   
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一席之地,BEPC艰辛创业路

四代同堂,HEPS续写新辉煌

同步辐射从最初被发现到现在已经有70多年的历史了,从最初被“厌恶”,到现在被“追捧”,人们对同步辐射的态度也发生了巨大的转变。最初的同步辐射光源是“寄生”在粒子对撞机上的,是在现有粒子加速器的基础上开展同步辐射研究,这是我们说的第一代的同步辐射光源。第二代光源是专用同步辐射光源,不再依赖于粒子对撞机以及粒子物理的研究。第三代光源是使用了大量的插入件,这提高了同步辐射的性能。目前,同步辐射光源已经发展到了第四代。

中国同步辐射也经历了四代的发展。彼时,年,同步辐射装置的建造被列入全国科学技术发展规划;此时,年3月14日,“十三五”国家重大科技基础设施、中国的第四代同步辐射光源——高能同步辐射光源(HEPS)直线加速器满能量出束,成功加速第一束电子束,这是HEPS装置建设的又一重要里程碑,也是中国同步辐射发展历程中的一个重要里程碑。本期就来说说中国同步辐射光源的发展历程。

HEPS直线加速器隧道内(图片来源:中国科学院高能物理研究所)

第一代:北京同步辐射装置——“寄生”在北京正负电子对撞机上的光源

年8月,张文裕等18位科技工作者给周恩来总理写信,反映对发展中国高能物理研究的意见和希望。年9月11日,周恩来总理在复信中指示:“这件事不能再延迟了…高能物理研究和高能加速器的预制研究、应该成为科学院要抓的主要项目之一。”年10月,北京正负电子对撞机在中国科学院高能物理所建成。三年后,也就是年,北京同步辐射装置(BeijingSynchrotronRadiationFacility,BSRF)也建立起来。同步辐射从多个点上,沿着切线方向被引出来,相应的实验室也围绕加速器建立起来。

周总理回信(图片来源:中国科学院高能物理研究所)

在建成之初,北京同步辐射装置就对用户开放,研究内容涉及材料科学、凝聚态物理、化学、化工、生命科学、医学、地矿、资源、环境科学、微电子和微机械技术等不同的学科和领域,运行30多年以来,已经产出了许多重要的科研成果。最重要的成果之一是,年开春“非典”(SARS)在全国迅速扩散,研究抗SARS病毒的药物迫在眉睫,年6月,清华大学饶子和教授领导的课题组,在年底建成的国内第一条蛋白质晶体结构研究光束线和实验站,破解出SARS冠状病毒主蛋白酶的晶体结构,随后利用同步辐射实验得到了有效的药物靶分子,为研制治疗SARS病毒的药物提供了重要信息。

作为我国第一个建成并投入使用的大型同步辐射装置,北京同步辐射装置到现在已经成功运行30多年了,虽然是第一代同步辐射光源,但经过不断地改进和升级,其性能已经接近第二代同步辐射光源。如今,这台“落后”的光源依然在不断地产出成果,可谓是老当益壮!

北京同步辐射装置光束线和试验站示意图(图片来源:

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