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记者从日前举行的上海市核学会成立40周年纪念大会获悉,我国迄今为止投资最大、建设周期最长的国家重大科技基础设施项目——硬X射线自由电子激光装置,计划于2025年建成,首批将建设10个实验站。建成后,它将与已有的上海同步辐射光源、软X射线自由电子激光装置、超强超短激光实验装置等一起,形成全球规模最大、种类最全、综合能力最强的光子大科学设施群。

据报道,我国总投资近百亿元的硬X射线自由电子激光装置项目5号实验井桩基启动。据悉,目前,X射线自由电子激光装置已成为发达国家争夺21世纪科技至高点的必备高科技基础设施。上海的硬X射线自由电子激光装置建成后,将成为世界上最高效和最先进的自由电子激光用户装置之一。

硬X射线自由电子激光装置项目5号工作井基地4月27日上午举行装置建设启动仪式

化学键是如何连接或打开的?想看清这样的微观世界,必须有一个“镜头”能捕捉到原子、电子的瞬时图像,并可慢速回放。硬X射线自由电子激光装置就是这样一个镜头。由它提供的X射线,峰值亮度比第三代同步辐射光源高出上万倍,能够在微观世界拍“分子电影”。该装置于去年4月启动建设,眼下,这条射线正在张江地下38米的隧道内建设。

永利国际唯一指定官网,我国耗资百亿的硬X射线激光装置启动:可拍摄分子、原子慢动作

我国迄今为止投资金额最大的国家重大科技基础设施项目——硬X射线自由电子激光装置迈入全面建设时期。4月27日上午,位于浦东张江的上海科技大学校园旁,硬X射线自由电子激光装置项目5号工作井基地举行装置建设启动仪式。作为光子科学领域最前沿的代表性装置,硬X射线自由电子激光装置投资近百亿元,工程建设周期为七年,预计2024年年底完工。

中国科学院上海高等研究院副院长、上海光源中心主任赵振堂表示,建成后,其超导加速器能量为8G电子伏特,有三条波荡器束线和光束线,将为物理学、化学、生命科学、材料及能源科学等多学科提供高分辨成像、超快过程探索、先进结构解析等尖端研究手段。

硬X射线自由电子激光装置

硬X射线自由电子激光装置总长度3.1公里,其中地下隧道2.795公里。该装置的工程任务是建设一台能量8GeV超导直线加速器、三条波荡器线、三条光速线以及首批十个实验站。该装置设有五个工作井,将实现元件安装、管道传输、束流分配、束流收集和科学实验等功能。此外,还将建设实验大厅、低温工厂和辅助设施等。

2016年启动的上海同步辐射光源二期工程,预计到2021年将有近40条线站向用户开放。软X射线自由电子激光装置的试验装置建设也于2016年启动,其用户装置正在建设中,建成后加速器能量可提高到1.5G电子伏特,共有五个实验站。目前,其波荡器隧道和用户实验大厅结构已完成封顶,预计明年可结束安装和调试,并于2020年向用户开放。

硬X射线自由电子激光装置总长约3.1公里,工程任务是建设一台能量8GeV的超导直线加速器、3条波荡器线、3条光速线以及首批10个实验站。装置建设内容包括:注入器、主加速器、FEL放大器、光速线和实验站,还有包括束流诊断、控制、激光、同步、数据采集与处理等在内的公共子系统,以及低温、公用设施等配套系统和设施。

据介绍,硬X射线自由电子激光装置将为成像、结构结晶与谱学分析三大类X射线实验技术带来质的飞跃,科学家将能够在大时间跨度、空间尺度上了解物质体系的构效关系,利用全谱、非线性、多维度、相干X射线手段对物质进行表征。

经过20多年努力,上海加速器光源已取得长足发展,进入国际先列,并助推了一大批重大科技成果的产生。截至去年11月,自2009年5月向用户开放的上海光源已接待用户四万多人次,累计提供实验机时28万多小时,执行课题万余个,发表研究论文超过4500篇。

给分子、原子、电子的运动拍电影

上海科技大学是硬X射线自由电子激光装置建设的法人单位。昨天上午,主题为“X射线自由电子激光的科学机遇与技术挑战”学术论坛开幕式在该校举行。与会学者认为,硬X射线自由电子激光装置将成为能源科学、生命科学领域一个变革性的科学重器,能帮助科学家看清原子乃至电子尺度上的微观世界。借助这一利器,科学家对微观世界的研究将从拍“分子照片”提升到拍“分子电影”的水平。

(原载于《文汇报》 2019-01-08 07版)

据介绍,该装置类似一台高速超清摄像机,可以给分子、原子、电子拍电影,在飞秒尺度的时间内,以高分辨率捕捉微观世界瞬时运动图像,通过慢速回放,让科学家弄清复杂化学反应的详细过程。

上海市委常委、常务副市长周波,中国科学院副院长张涛出席学术论坛开幕式。

文章来源:OFweek仪器仪表网

(原载于《文汇报》2018-04-2806版)

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