董宇辉说:“在应用方面,我国已有的三个光源由于所处能量区的限制,虽然能够‘看见’所观察物质的分子结构,但是捕捉其变化过程,特别是在真实状态下物质结构的变化过程,还有很大的困难和不足。”

第四代高能同步辐射光源具有更高的分辨率

从今天起,本版推出“走近大科学装置”系列报道,通过实地采访大科学装置,介绍其科学原理、技术创新和科研进展,展示我国基础研究的新成果、新进展。

迄今为止,世界上70%的已知生物大分子结构:蛋白质、DNA、RNA、核糖体、核小体、病毒等,都是借助同步辐射光了解的,为各学科的前沿研究提供了重要支撑。近年来,世界各国都在加大对同步辐射设施建设的入。据不完全统计,目前全世界已相继建成50多台同步辐射光源。

2019年底高能同步辐射光源建设,正式列入《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》。两年后,项目在北京怀柔科学城正式开工建设,主要建设内容由加速器、光束线站和配套设施等组成。

在加速器、光束线等多个关键技术上实现创新

“届时,除了开展科学研究,科研人员还可以利用高能光源,进一步探测分析飞机发动机材料在工作状态下的结构,为相关材料攻关提供更多信息。此外,随着集成电路集成度越来越高,具备高分辨成像能力的高能光源也将成为诊断精密部件内部缺陷的主力。”董宇辉说。

当前,同步辐射光源正经历由第三代向第四代的跨越。尽管我国已经拥有三代同步辐射光源,但它们均处于低、中能量区,从亮度能谱的分布来说,我国还缺乏高亮度的高能光源。

这是我国第一台高能同步辐射光源,也将是世界上最亮的第四代同步辐射光源之一。截至今年2月底,项目的土建工程已完成总工程量的50%。记者日前走进高能光源的施工现场,实地探访这一国家重大科技基础设施。

“如今,同步辐射光源已成为尖端科学研究及工业应用不可或缺的实验利器,可广泛用于材料、生物、医药、物理、化学、地质等领域。”董宇辉说,,“比如在医学领域,科研人员就借助同步辐射光源揭示出活体肿瘤和脑血管病的发生和发展机制,为重大疾病的早期诊断与治疗提供关键理论基础和技术支撑。”

什么是同步辐射光源?

其实从2008年起,中科院高能所的科研人员就开始酝酿完全自主设计和建设新一代同步辐射光源,并启动了相关的预研工作。