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作为(wei)科研(yan)利器、我国自主研(yan)制(zhi)的首台第三代(dai)同步辐射装置，上海光源服务了众多科研(yan)团(tuan)队、产出了大量的前沿成(cheng)果。

实验站里，同步辐射光让微(wei)观(guan)世界(jie)“纤毫毕现(xian)”，在生命科学、凝聚态物理、材(cai)料科学、能源与环(huan)境科学等多个学科前沿基础研(yan)究和高新(xin)技术(shu)研(yan)发领域产生了一批具有国际影(ying)响力的研(yan)究成(cheng)果，也照亮了众多科学家的科研(yan)之(zhi)路。

这束(shu)光，让物质“纤毫毕现(xian)”

蓝(lan)天(tian)白云下，外(wai)观(guan)酷似“鹦鹉螺”的银白色建筑矗立。这是上海光源，既是张江科学城(cheng)的地标，也是起点。

作为(wei)科研(yan)利器，上海光源是我国自主研(yan)制(zhi)的第一台第三代(dai)同步辐射装置。2009年开放(fang)至今，近800家单位、4.5万(wan)用户借助上海光源的科研(yan)慧眼，探(tan)究物质的微(wei)观(guan)世界(jie)。

在上海光源，总能听到科研(yan)服务团(tuan)队报方位——“我现(xian)在在环(huan)上”。环(huan)在哪里？走(zou)进“鹦鹉螺”壳内，站在实验大厅，犹如置身四壁回声的螺体，映入眼帘的是大厅里一个硕大的环(huan)形装置，像一只蜷成(cheng)圈的蜈蚣，装置外(wai)侧分布着一个个用户实验站，就像蜈蚣的脚。这就是科研(yan)人(ren)员(yuan)口中的“环(huan)”，其实是同步辐射光源的核心部件电子储能环(huan)，又名环(huan)形加速器，里面大约有2.2万(wan)亿个电子昼夜(ye)不停地高速旋(xuan)转(zhuan)。环(huan)形加速器的性能优劣，直接决定同步辐射光源性能的优劣。

“在这个周长432米的环(huan)形加速器中，能量为(wei)35亿电子伏特的电子束(shu)以接近光的速度飞行，在拐弯时放(fang)射出高强度电磁波。这些电磁波经过‘条分缕析’，形成(cheng)不同波长的、高品质的同步辐射光，波段从远红外(wai)到硬X射线(xian)，传(chuan)送到实验站的待测样品上。”上海光源科学中心主任(ren)、中国工程院(yuan)院(yuan)士赵振堂说。

在实验站里，同步辐射光照射在细胞、生物体、物理和化工材(cai)料等实验样品上时，会(hui)产生衍射、散射、折射、吸取等现(xian)象，引起样品的激发、电离和碎裂等，科学仪器同步记录(lu)下它们的各种反应(ying)信息或变化，经处理后以一条条曲线(xian)、一幅幅图像呈现(xian)。科研(yan)人(ren)员(yuan)聚精会(hui)神，等待着那(na)一串串揭示自然奥(ao)秘的密码(ma)。

多亮的光才能让微(wei)观(guan)世界(jie)“纤毫毕现(xian)”？医院(yuan)里使用的X光能拍摄出肉眼看不见(jian)的器官和组织，而上海光源同步辐射装置释放(fang)的光，亮度是普通X光的百亿倍(bei)、千亿倍(bei)，使人(ren)们能够(gou)在原子和分子尺度上观(guan)察物质。比如大自然中结构未知的蛋白质多达数十万(wan)种，同步辐射光能让实验测量蛋白质结构的时间(jian)，从过去的按天(tian)算缩短到数小时、几分钟(zhong)。“鹦鹉螺”就像一台多用户的“超级显微(wei)镜”，病毒的结构、古生物化石的演变、飞机发动机叶片金属疲劳(lao)测试、化妆品效果分析，都逃不过它的“火眼金睛”。

在“鹦鹉螺”的“光速”助攻下，上海光源用户有“氢气低(di)温制(zhi)备和存储”和“二氧化碳人(ren)工合成(cheng)葡萄(tao)糖和脂肪酸(suan)”等15项成(cheng)果入选“中国科学十大进展”“中国十大科技进展”，还有入选国际学术(shu)期刊《科学》“十大科学突(tu)破”、美国化学会(hui)“十大科研(yan)成(cheng)果”、欧洲《物理世界(jie)》“十大科学突(tu)破”等跻身国际一流的标志(zhi)性成(cheng)果。

2009年开放(fang)运行时，上海光源只有7条光束(shu)线(xian)、不到10个实验站，如今已(yi)经延展出34条光束(shu)线(xian)、46个实验站。尽(jin)管“鹦鹉螺”已(yi)是世界(jie)上最繁(fan)忙的大科学装置，每年开机时长达7000个小时，其中实验供光约为(wei)5500小时，但(dan)也仅能满足1/4的机时申请。

粒子世界(jie)里的“追光人(ren)”

从2004年底动工开建，到如今成(cheng)为(wei)我国用户最多、用户产出成(cheng)果最多的大科学装置，上海光源凝聚着我国几代(dai)科学家的心血。

早(zao)在1993年，方守贤(xian)、丁大钊、冼鼎昌3位院(yuan)士根据国际发展趋势和我国科学研(yan)究的需求，提出建设第三代(dai)同步辐射光源的建议，并很快得到了中国科学院(yuan)和上海市的支撑。历经10年立项和52个月紧张建设，上海光源以世界(jie)同类装置最少的投资和最快的建设速度，成(cheng)为(wei)当(dang)时国际上性能指标领先的第三代(dai)同步辐射光源之(zhi)一，是我国大科学装置建设的一个成(cheng)功范例。

那(na)时的上海张衡路周边还是农田，中国科学院(yuan)从高能物理所、中国科技大学等单位抽调(diao)骨干，组建了一支约140人(ren)的预研(yan)队伍。中国科学院(yuan)高能物理所加速器物理学家陈森玉院(yuan)士任(ren)上海光源工程总顾问，负(fu)责组建上海同步辐射光源工程研(yan)制(zhi)队伍，现(xian)任(ren)上海光源科学中心主任(ren)赵振堂也在这批援建骨干之(zhi)中。他们通过不断研(yan)究掌(zhang)握了建设第三代(dai)同步辐射装置的重大关键技术(shu)，成(cheng)功研(yan)制(zhi)出重要部件的样机等，为(wei)建设上海光源奠定了坚(jian)实基础。

上海光源2004年12月正(zheng)式破土动工，2006年主体建筑结构封顶，2007年2月完成(cheng)全部建设任(ren)务，2007年12月储存环(huan)成(cheng)功实现(xian)束(shu)流储存并出光……提到首次(ci)“出光”的场(chang)景，许多上海光源的科研(yan)人(ren)员(yuan)仍(reng)历历在目，在场(chang)的所有人(ren)都聚集在中控室欢呼(hu)，我国自此拥有了自主研(yan)发的第三代(dai)同步辐射光源。

“业界(jie)有个说法，光源建成(cheng)之(zhi)时就是改造启动之(zhi)日，‘追光之(zhi)路’永不止步 。”赵振堂说。这些年，上海光源不断改进、迭代(dai)、拓展，从学习者跃升(sheng)为(wei)可以和国际同行坐在一起探(tan)讨的分享者。建设中国的先进光源、支撑国家科技发展，是我国几代(dai)科学家锲(qie)而不舍(she)的追求。

通过上海光源线(xian)站工程的建设，项目团(tuan)队攻克了一系列核心关键技术(shu)，研(yan)制(zhi)了一批具有国际一流水平的关键设备，建成(cheng)了一批关键性能指标位居国际前列或独有的光束(shu)线(xian)站，使得上海光源的实验研(yan)究能力实现(xian)了跨越(yue)式提升(sheng)。

建好仅是开始(shi)，用好才是关键。上海光源第一批用户包信和院(yuan)士团(tuan)队，利用上海光源同步辐射X射线(xian)吸取（XAFS）原位分析技术(shu)优势，产出“纳米限域催化”领域一系列重磅成(cheng)果，并获得2020年度国家自然科学奖一等奖；中国科学院(yuan)物理所丁洪团(tuan)队，利用上海光源在国际上首次(ci)发现(xian)了外(wai)尔费(fei)米子……运行开放(fang)16年来(lai)，上海光源围(wei)绕科学前沿、国家重大需求与产业核心问题支撑用户开展创新(xin)研(yan)究，提供了一个跨学科、综合性、多功能的大科学研(yan)究平台，在生命科学、凝聚态物理、材(cai)料科学、化学、能源与环(huan)境科学等多个学科前沿基础研(yan)究和高新(xin)技术(shu)研(yan)发领域产生了一批具有国际影(ying)响力的研(yan)究成(cheng)果，照亮了众多科学家的科研(yan)之(zhi)路。

“2016年前，张江只有上海光源一个大科学装置，目前上海已(yi)建、在建和规划(hua)的设施(shi)已(yi)达20个，大家从一个追赶者变成(cheng)了局部领跑者。未来(lai)，张江科学城(cheng)的光子科学设施(shi)将构成(cheng)一个集群(qun)，建成(cheng)世界(jie)三大光子科学中心之(zhi)一。”中国科学院(yuan)院(yuan)士李儒新(xin)说。

■链接

高能同步辐射光源

北京高能同步辐射光源，是我国首台第四代(dai)同步辐射光源，由中国科学院(yuan)高能物理研(yan)究所承建，2019年6月启动建设。目前，高能同步辐射光源直线(xian)加速器、增强器已(yi)满能量出束(shu)，储存环(huan)完成(cheng)全环(huan)闭环(huan)安装。设施(shi)建成(cheng)后，可发射比太阳亮度高1万(wan)亿倍(bei)的光，将成(cheng)为(wei)世界(jie)上亮度最高的第四代(dai)同步辐射光源之(zhi)一，可以帮助大家更好地看清微(wei)观(guan)世界(jie)，揭示物质微(wei)观(guan)结构生成(cheng)及演化机制(zhi)，并与我国现(xian)有的光源形成(cheng)能区互补，面向(xiang)航空航天(tian)、能源环(huan)境、生命医药等领域用户开放(fang)。

（本报记者李建广采访整理）

合肥(fei)光源

合肥(fei)光源是我国首个专(zhuan)用同步辐射装置，也是我国自主建设的第二代(dai)同步辐射光源，历经一期工程、二期工程建设而成(cheng)，并于(yu)2015年完成(cheng)设施(shi)的重大升(sheng)级改造，是国内唯一优化在极紫外(wai)至软X射线(xian)能区的光源。合肥(fei)光源充分发挥红外(wai)—极紫外(wai)特色线(xian)站的竞争力，支撑内燃机等动力设备高性能燃料的研(yan)发，提供了我国空间(jian)探(tan)测等领域中关键元器件的绝对(dui)定标，在波带片、光栅等关键元件研(yan)发上处于(yu)国内领先水平。合肥(fei)光源为(wei)我国物理、化学、生物、材(cai)料等多领域前沿研(yan)究提供了重要的支撑。

此外(wai)，第四代(dai)同步辐射光源“合肥(fei)先进光源”正(zheng)在加速落地中。

（本报记者田先进采访整理）

《 人(ren)民(min)日报 》（ 2025年03月22日 05 版）

责编(bian)：王瑞景、刘强