本報(bào)訊 1月18日，記者在香山科學(xué)會(huì)議第586次學(xué)術(shù)討論會(huì)上獲悉，“十三五”期間，中國(guó)將在北京建設(shè)一臺(tái)高性能的高能同步輻射光源（High Energy Photon Source，HEPS）——北京光源，設(shè)計(jì)亮度及相干度高于世界現(xiàn)有、在建或計(jì)劃中的光源。專家們認(rèn)為，這一新光源的建成將在滿足國(guó)家需求的同時(shí)，對(duì)多個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域前沿研究發(fā)揮關(guān)鍵支撐作用，成為我國(guó)同步輻射光源和應(yīng)用邁向世界先進(jìn)水平的重要一步。
目前，全世界已相繼建成50多臺(tái)同步輻射光源，提供不同能區(qū)的X射線及各種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為多學(xué)科的創(chuàng)新研究提供支撐。上海光源的建成使我國(guó)在中能X射線區(qū)進(jìn)入了國(guó)際先進(jìn)水平。為進(jìn)一步提高國(guó)家安全和工業(yè)核心創(chuàng)新能力，我國(guó)迫切需要一臺(tái)高能同步輻射光源。
會(huì)議執(zhí)行主席之一、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員董宇輝介紹，該光源采用了能夠大幅度降低儲(chǔ)存環(huán)電子發(fā)射度的“多彎鐵色散”結(jié)構(gòu)，使電子發(fā)射度低于0.1納米弧度（nm·rad），接近衍射極限。經(jīng)過適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)之后，發(fā)射度能夠達(dá)到衍射極限（0.01納米弧度）。由于各項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)遠(yuǎn)高于目前正在運(yùn)行的第三代同步輻射光源，衍射極限光源也被稱為“第四代同步輻射光源”。
極低的電子發(fā)射度保證了X射線的亮度，它將提供光子能量達(dá)到300電子伏特（keV）的硬X射線，并在X射線波段的單位時(shí)間通過單位面積、在單位角度方向上通過的光子數(shù)（光譜亮度）達(dá)10的22次方個(gè)。這一亮度比世界現(xiàn)有最亮同步輻射光源美國(guó)國(guó)家同步輻射光源II（NSLS-II）高70倍，比瑞典MAX IV高10倍。
科學(xué)家們相信，這將使原有的實(shí)驗(yàn)技術(shù)能力獲得巨大提升。例如，高能量的光子具有較高的穿透能力，意味著我們可以對(duì)真實(shí)的工程部件而不是實(shí)驗(yàn)室樣品開展研究，并對(duì)這些部件在實(shí)際生產(chǎn)及服役過程中的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)研究?！斑@對(duì)工程材料等國(guó)家重大需求至關(guān)重要?！倍钶x表示。
同時(shí)，極低的電子發(fā)射度還有望使X射線的分辨率達(dá)到“毫電子伏特”量級(jí)，也可以將X射線聚焦到納米量級(jí)的光斑中，同時(shí)還具有良好的相干性，這些能力將催生新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。例如，在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、介觀科學(xué)等領(lǐng)域，聚焦到納米量級(jí)的X射線將催生納米分辨率X射線熒光成像、吸收譜學(xué)成像等技術(shù)。
例如，準(zhǔn)衍射極限高能光源提供的高通量、高品質(zhì)X射線將為十微米到十納米介觀尺度的科學(xué)研究打開一片新天地?！安牧侠匣?、應(yīng)力的形成模式，細(xì)胞、血液在單根血管里的流動(dòng)，微納米級(jí)器件的工作情況，鋰電池鋰離子的注入和抽出，甚至基礎(chǔ)物理中關(guān)聯(lián)體系諸多衍生現(xiàn)象等等，都發(fā)生在這一介觀尺度?！睍?huì)議執(zhí)行主席之一、中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員丁洪說。
“北京光源的建設(shè)將兼顧通用性和專用性，應(yīng)在科學(xué)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)的不斷積累下發(fā)展?！倍钶x告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，“一方面在同步輻射科學(xué)前沿上不懈追求，另一方面也要圍繞用戶需求開展研發(fā)?！?/p>
據(jù)記者了解，高能同步輻射光源項(xiàng)目已列入國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃，也是中科院與北京市共建懷柔科學(xué)城的核心。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)2018年11月份開工，工期歷時(shí)約6年，計(jì)劃耗資48億元。
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