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國(guó)之重器在此集結(jié),世界級(jí)光子科學(xué)中心正在上海張江崛起
最后更新: 2021-01-01 18:57:26在張江,一個(gè)世界級(jí)光子科學(xué)中心正在崛起。
2021年,上海光源將有約30條光束線和50個(gè)實(shí)驗(yàn)站投入使用;年接待用戶能力將過(guò)萬(wàn)上海軟X射線自由電子激光裝置通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收;硬X射線自由電子激光裝置推進(jìn)順利……
上海光源坐落于浦東新區(qū)張衡路,俯瞰之下,像一個(gè)充滿未來(lái)感的鸚鵡螺安置在碧水之中。不知不覺(jué)間,這一“鸚鵡螺”已延伸出更多管道,通向國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的未來(lái)。
俯瞰上海光源 本文圖片均為澎湃新聞?dòng)浾?張呈君 圖
把半小時(shí)的實(shí)驗(yàn)縮短到10毫秒內(nèi)
在上海光源主體內(nèi),一條黃色軌道穿墻而過(guò),攔腰截?cái)嗍覂?nèi)空間,不少來(lái)往的研究員都不得不彎腰通過(guò)。
這是一條讓光流淌的通道。
在通道的前端,是我國(guó)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)化長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的“液氮冷卻多層膜單色器”,堪稱光源二期核心線站之一的“心臟”。它通過(guò)把光單色化來(lái)提高光通量,能將在普通光機(jī)上半小時(shí)才能完成的實(shí)驗(yàn),縮短到10毫秒以內(nèi)。
“這臺(tái)設(shè)備由同濟(jì)團(tuán)隊(duì)研發(fā)設(shè)計(jì),完全實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。”中科院上海高等研究院副研究員田豐難掩自豪地告訴記者,這臺(tái)國(guó)產(chǎn)化設(shè)備經(jīng)過(guò)了半年使用,仍在非常穩(wěn)定地運(yùn)行,已超過(guò)了國(guó)際上一些同類設(shè)備的使用壽命。
通過(guò)單色器提升強(qiáng)度后,光就來(lái)到了穿墻而過(guò)的通道內(nèi),借此真空管道橫穿實(shí)驗(yàn)大廳,來(lái)到邊緣的實(shí)驗(yàn)棚屋。
就像照相機(jī)上的“光圈”,在這里,科學(xué)家可以調(diào)整光的角度,從而自由選擇探測(cè)的范圍和尺度。最后,穿越實(shí)驗(yàn)棚屋,光隨管線破殼而出,跑過(guò)數(shù)十米的距離,最終抵達(dá)鸚鵡螺旁的實(shí)驗(yàn)站內(nèi),向用戶開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。
上海光源內(nèi)部二期工程
國(guó)產(chǎn)單色器
這些都是上海光源二期工程的一部分。2016年底開(kāi)工的上海光源二期工程,將建設(shè)16條光束線站,目前已有5條通過(guò)驗(yàn)收,其中2條已向用戶試開(kāi)放。
“依托二期線站提供的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,短短1年間,已有15篇高水平論文誕生。”上海光源線站工程(光源二期)副總工程師黃宇營(yíng)說(shuō),二期工程建成后,上海光源的研究性能將保持在國(guó)際第三代同步輻射光源的先進(jìn)水平,為我國(guó)的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國(guó)家戰(zhàn)略的重大需求,提供支撐平臺(tái)。
歷時(shí)5年半建成全國(guó)首臺(tái)
12月28日,記者來(lái)到中科院上海應(yīng)用物理研究所,在上海光源主體背后一座其貌不揚(yáng)的小樓內(nèi),跟隨上海光源科學(xué)中心副主任劉波的腳步,走進(jìn)了一條漫長(zhǎng)的軌道。
這座長(zhǎng)500多米長(zhǎng)的小樓暗藏玄機(jī)——在其中經(jīng)過(guò)5年半建設(shè),2020年11月4日,軟X射線自由電子激光試驗(yàn)裝置于通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收,如今正在升級(jí)成為用戶裝置,等待開(kāi)放給更多研究院和科學(xué)家。
上海軟X射線自由電子激光裝置
據(jù)劉波介紹,軟X射線自由電子激光試驗(yàn)裝置主體,由一臺(tái)8億4千萬(wàn)電子伏特的高性能電子直線加速器和一臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)多種先進(jìn)運(yùn)行模式的自由電子激光放大器組成。
“2014年我們破土動(dòng)工,2016年4月基本建設(shè)完成,后面持續(xù)的三年時(shí)間主要用于克服各類問(wèn)題,調(diào)試裝置故障、新想法的加入等,到2020年年初第一次達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)?!眲⒉ㄍ嘎?,目前,全球建成的X射線自由電子激光裝置僅有8臺(tái),其它7臺(tái)分別位于德國(guó)(兩臺(tái))、美國(guó)、日本、韓國(guó)、意大利和瑞士。
以X射線自由電子激光試驗(yàn)裝置為基礎(chǔ),中國(guó)首臺(tái)X射線波段自由電子激光用戶裝置升級(jí)完成后,將為開(kāi)展能源、材料、生物等領(lǐng)域科學(xué)前沿問(wèn)題的探索提供強(qiáng)有力的工具;同時(shí),也為中國(guó)繼續(xù)開(kāi)展自由電子激光新原理的探索和驗(yàn)證、關(guān)鍵技術(shù)的研究提供了不可替代的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
“這臺(tái)裝置特別適合用來(lái)觀測(cè)微觀結(jié)構(gòu)的超快過(guò)程,比如化學(xué)鍵的斷裂。預(yù)計(jì)今年下半年,用戶實(shí)驗(yàn)站可以開(kāi)始做首批實(shí)驗(yàn)?!眲⒉ū硎?,目前主要的用戶是各大高校和研究院所。
- 原標(biāo)題:國(guó)之重器在此集結(jié),世界級(jí)光子科學(xué)中心正在上海張江崛起
- 責(zé)任編輯: 連政 
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