中国计划耗资48亿元建世界最亮同步辐射光源

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1月18日，在香山科学大会第586次会议上获悉，“十三五”期间，中国将建设一个高性能高能同步辐射光源——北京光源，它比世界上现有的、在建的或计划中的光源具有更高的设计亮度和相干性。专家认为，这种新型光源的建成不仅将满足国家的需要，而且将在许多基础科学领域的前沿研究中发挥关键支撑作用，成为中国同步辐射光源及其应用向世界先进水平迈进的重要一步。

据《中国科学》杂志1月20日消息，目前，全球已建成50多个同步辐射源，提供不同能量区域的X射线和各种先进的实验技术，为多学科创新研究提供支持。随着上海光源的建成，中国已进入中能x光领域的国际先进水平。为了进一步提高国家安全和产业核心创新能力，中国迫切需要一种高能同步辐射源。

会议执行主席之一、中国科学院高能物理研究所研究员董介绍说，光源采用“多弯铁色散”结构，可以大大降低储存环的电子发射度，使电子发射度低于0.1 nm rad，接近衍射极限。经过适当的改进，发射度可以达到衍射极限(0.01 nm弧度)。衍射极限光源也被称为“第四代同步辐射光源”，因为其关键性能指标远高于目前运行的第三代同步辐射光源。

极低的电子发射率确保了x光的亮度，这将提供光子能量高达300电子伏特(kev)的硬x光，并且在x光带中每单位时间和单位角度方向通过单位面积的光子数(光谱亮度)达到10至22次方。这个亮度比世界上最亮的同步辐射源美国国家同步辐射源ii(nsls-ii)高70倍，比瑞典的max iv高10倍。

科学家认为，这将大大提高原始实验的技术能力。例如，高能光子具有较高的穿透能力，这意味着我们可以对真实的工程部件而不是实验室样品进行研究，并对这些部件在实际生产和服务过程中的变化进行实时研究。"这对工程材料等国家的主要需求至关重要."董对说道。

同时，极低的电子发射度有望使X射线的分辨率达到毫电子伏特量级，并且它还可以将X射线聚焦到纳米尺度的光斑上，同时它还具有良好的相干性，这将催生新的实验技术。例如，在生命科学、环境科学、介观科学等领域。聚焦于纳米尺度的x光将催生纳米分辨率的x光荧光成像、吸收光谱成像等技术。

例如，准衍射极限高能光源提供的高通量和高质量的x光将为10微米至10纳米的中尺度科学研究开辟一个新的领域。“材料的老化、应力的形成方式、细胞和血液在单个血管中的流动、微纳器件的工作条件、锂离子在锂电池中的注入和提取，甚至基础物理学中相关系统的许多衍生现象等等。都发生在这个介观尺度上。”会议执行主席之一、中国科学院物理研究所研究员丁洪说。

“北京光源的建设要兼顾普遍性和特殊性，要在不断积累科学基础和经验的基础上发展。”董告诉《中国科学技术杂志》记者，“一方面，它在不懈地追求同步辐射科学的前沿，另一方面，它也必须围绕用户需求进行研发。”

据了解，高能同步辐射源项目已被列入国家发展和改革委员会发布的国家重大科技基础设施建设“十三五”规划，也是中国科学院和北京市建设怀柔科学城的核心。该项目预计于2018年11月开工，建设期约为6年，计划成本为48亿元。

来源：荆州新闻