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国内投资最大科技基础设施项目开工! “硬X射线自由电子激光装置” 在上海启动建设
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来源:上观新闻 作者:裘雯涵 2018-04-27 09:06
摘要: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。

 

今天上午,“硬X射线自由电子激光装置”建设启动仪式于上海科技大学举行。这标志着,国内迄今为止投资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自此迈入全面建设时期。

 

该装置建成后,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,为物理、化学、生命科学、材料科学、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,形成独具特色、多学科交叉的先进科学研究平台。

 

据了解,硬X射线自由电子激光装置的建设选址在上海张江综合性国家科学中心核心区域,装置总长约3.1公里,将建设埋深29米的地下隧道,包含超导直线加速器隧道、波荡器隧道、光束线隧道等10条隧道及5个工作井。

 

硬X射线自由电子激光具有更高的亮度、更短的脉冲结构和更好的相干性,能提供的X射线峰值亮度比第三代同步辐射光源高10的9次方倍。具备纳米级的超高空间分辨能力和飞秒级的超快时间分辨能力。另外,X射线自由电子激光可将对微观世界的研究能力从拍“分子照片”提升到拍“分子电影”的水平,也可同时满足面向物质、单分子、超强超短单颗粒成像,以及极端光物理等多个实验站的需求。

 

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。

 

这一大型用户装置将为科学家在大的时间跨度(秒到亚飞秒)、空间尺度(微米到埃)和原位环境下了解物质体系的构效关系,提供最先进的全能谱、多维度、非线性、相干的X射线物质表征方法,并为用户提供在分子、原子尺度以及极端条件下观测和控制物质的结构及其动态过程的能力,为揭示生命机理、调控化学反应、探索量子调控等国家战略性科技重大问题提供解决方案。

 

同时,硬X射线自由电子激光装置也将与已有的第三代同步辐射光源、上海同步辐射光源和国家蛋白质科学设施、软X射线自由电子激光装置、超强超短激光装置、活细胞结构与功能成像等线站工程组成大科学装置集群,推动我国的光子科学走向世界前列,实现跨越发展。

 

硬X射线自由电子激光装置项目将由上海市与中国科学院紧密合作建设。项目法人单位为上海科技大学,共建单位为中国科学院上海应用物理研究所和中国科学院上海光学精密机械研究所。土建工程由申通集团上海隧道工程轨道交通设计研究院、华建集团上海建筑设计研究院有限公司负责设计。启动仪式后,上海科技大学还举行“X射线自由电子激光的科学机遇与技术挑战”论坛,世界各地的院士和专家将围绕着X射线自由电子激光的机遇与挑战进行探讨。

 


【新闻链接】

 

什么是硬x射线?

 

X射线波长范围为0.001~10 纳米(nm),介于紫外线和γ射线之间。与常见晶体的原子间距相仿,可以用于解析物质的原子结构,是研究晶体结构极佳的工具。硬X射线是能量较高的x射线,波长在0.01nm~0.1nm之间。波长在0.1nm以上的则称为软x射线。

 

什么是自由电子激光?

 

自由电子激光是自由电子产生的相干光。它具有极其优异的特性,包括极高的峰值亮度,50年增加1022倍;超短的飞秒脉冲;全相干性等。

 

自由电子激光是世界上唯一可以同时满足研究在原子或分子尺度的过程所需要的时间和空间尺度的试验装置。由于性能方面无可替代的优势,自由电子激光被誉为第四代同步辐射光源,是一种探索自然奥秘和发展高新技术的最先进的研究平台,极大地有助于解决人类面临的最迫切问题,比如绿色化学、医药创新、清洁能源、新材料与信息科技和实验室天体物理等。

 

栏目主编:徐瑞哲 题图来源:视觉中国 图片编辑:邵竞
内文图片由受访者提供。
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