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　　同步輻射光源被譽為“超級顯微鏡”，可以利用X射線看清物質內部的結構。 

　　作為科技界和工業界不可或缺的重要實驗平臺，同步輻射光源正在變得更亮，以看到更清晰的物質結構。記者從日前召開的“高能同步輻射光源高端學術論壇”獲悉，在北京、上海、合肥三大綜合性國家科學中心，我國科學家正如火如荼地建設先進同步輻射光源，并將使其全面覆蓋高、中、低能區。

　　北京高能同步輻射光源： 

　　高能區世界最亮 預期2025年建成 

　　在北京懷柔綜合性國家科學中心，以“放大鏡”為造型的高能同步輻射光源（HEPS）已經顯出了大致的模樣。

　　高能同步輻射光源簡稱“高能光源”，于2019年6月29日開工建設，建設周期為6年半。

　　高能光源項目總指揮、中科院高能所研究員潘衛民介紹，高能光源聚焦高能區，建成后將成為我國第一臺高能量同步輻射光源，也是世界最亮的第四代同步輻射光源之一，與目前世界上正在運行的美國先進光子源（APS）、歐洲同步輻射裝置（ESRF）、日本SPring-8、德國的PETRA-III一起，構成世界五大高能同步輻射光源，將有效滿足國家戰略和工業核心創新能力等相關研究對高能量、高亮度的X射線的迫切需求。

　　今年3月，高能光源的首棟建筑單體——綜合動力站交付使用，5月，直線加速器隧道交付使用，6月28日，首臺科研設備——加速器電子槍安裝，由此，高能光源正式進入設備安裝階段。

　　“我們必須保證‘后墻不倒’，確保高能光源在2025年12月驗收并投入運行。”潘衛民說，在此之前，2024年4月，HEPS將打出第一束同步光；2025年9月，HEPS試運行將開始。

　　高能光源首批將建設14條光束線和相應的實驗站，可提供納米空間分辨、皮秒時間分辨、兆電子伏能量分辨的同步光，通過對微觀結構多維度、實時、原位表征，解析物質結構生成及其演化的全周期全過程。

　　潘衛民表示，后續高能光源還將規劃建設更多光束線站，“高能光源建設高性能光束線站的容量不少于90條。2035年，預期線站總數將達到60條左右，總體上進入世界前列；到2040年，預期線站總數將達到70條左右，總體上處于世界領先地位”。

　　上海光源： 

　　中能第三代光源 運行12年用戶超3萬 

　　在上海張江綜合性國家科學中心，一個酷似“鸚鵡螺”的建筑里，來自全國各地的科研人員來來往往。這個“鸚鵡螺”承載的就是高性能的中能第三代同步輻射光源——上海光源（SSRF）。

　　1993年12月，我國科學家丁大釗、方守賢、冼鼎昌三位院士建議在中國建造第三代同步輻射光源。2004年12月，上海光源工程正式動工，2009年5月6日正式對用戶開放。

　　“上海光源開放運行12年，用戶已經超過了3萬人，機時供不應求。”上海光源科學中心主任、上海光源線站工程總經理、中國工程院院士趙振堂說。

　　截至2020年底，上海光源已經服務了遍布全國571家單位3100余個課題組的31500多名用戶，在生命、能源、材料、物理等諸多領域，產出了一批重大成果。

　　2012年，清華大學施一公和顏寧研究組的TAL效應蛋白特異識別DNA的機理；2014年，中科院大連化物所包信和研究組在甲烷高效轉化研究上獲得重大突破；2015年，中科院物理所丁洪研究組首次發現外爾費米子；2017年北京大學馬丁研究組實現氫氣的低溫制備和存儲；2019年，中科院植物所沈建仁、匡廷云團隊發現硅藻捕光機制；2020年，支持我國科學家在應對新冠肺炎疫情的系列蛋白質結構研究取得突破進展……

　　2016年11月，上海光源線站工程（即上海光源二期工程）開工建設，新建16條高水平的光束線站并拓展光源性能，以實現第三代同步輻射光源近乎極限的空間、時間和能量分辨能力，全面提升上海光源科技策源能力，更好地服務于國家戰略。“二期工程預期在2022年6月完成所有線站調束，11月完成國家驗收并全面向用戶開放。”趙振堂說。

　　面向未來，上海光源也有了相應的規劃和發展路線圖。“上海光源將率先升級為同時具備同步輻射高重頻和高穩定性以及自由電子激光高相干性的第五代光源。”趙振堂說。

　　合肥先進光源： 

　　低能區國際先進 建設方案已成型 

　　在安徽合肥綜合性國家科學中心，一只“大眼睛”正在籌建之中，這個眼睛造型的大科學裝置便是合肥先進光源。

　　“合肥先進光源的工程目標是國際先進、低能量區的第四代同步輻射光源，科學目標是實現復雜體系電子態、化學態、輕元素結構的精確測量。”中國科學技術大學國家同步輻射實驗室主任封東來說。

　　對于先進光源裝置來說，不同的能區各有所長。“低能區側重于功能研究，可用于研究化學反應、超導電性、磁性、航空發動機燃燒動力學等。中高能區側重于研究結構，可用于觀察單晶生長、蛋白質分子結構、航空發動機單晶葉片的結構缺陷等。”封東來說。

　　目前，全球大約有50余臺光源，低能區和中高能區各占一半，其中有300多條低能區的光束線，約占所有光束線數的40%。但是，在我國，隨著用戶需求的擴大，低能區光束線數量少、性能不足的問題日漸突出。正因如此，合肥先進光源將目標瞄準了低能區。

　　“北京高能光源覆蓋高能區，上海光源覆蓋中能區，未來我們希望通過建設合肥先進光源來彌補我國先進光源在低能區的短板，滿足能源、化工、環境、健康、材料、信息等領域前沿研究需求。”封東來說。

　　合肥先進光源的英文簡稱是HALF（Hefei Advanced Light Facility）。由于HALF的意思是“一半”，封東來經常玩笑地說：“這說明合肥光源一半要靠我們建設，另一半是要靠用戶用好。”

　　封東來表示，安徽省、合肥市和中科院共投入了3.56億人民幣，經過3年預研，已經形成了建設方案。“目前，合肥先進光源的光束線和實驗站的初步設計已經完成，首批擬建設10個實驗線站，后續還規劃了近20條線站，總計約35條線站，以滿足用戶的科學研究需求。”封東來說。