PDF《“超级放大镜”》

8、 德国的 Petra-III 一起, 构成 世界五大高能同步辐射光源. 中国科学院金属研究所研究员李 m说: HEPS 由于建设晚于现有的其他 高能同步辐射装置, 反而有更多的技术 经验等积累, 具有 '

后发优势'

. 不必担心辐射问题 正如我们所知, X 射线具有很强的 穿透本领, 因而是人类探索微观世界流 变的探针. 同步辐射光源正是产生 X 射 线来测量各种物质的原子结构的 放大 镜 .它不同于实验室中制造的 X 射线, 在实验室中, X 射线一般是由 X 射线管、 X 光机产生,能量比较单

一、亮度也较 弱.而同步辐射装置产生的 X 射线具有 高亮度、 高准直性、 良好的相干特性以及 从远红外到硬 X 射线范围的连续光谱等 性质, 因而被广泛应用于生命科学、 环境 科学、 凝聚态物理和材料科学等领域. 李m说, 通常,我们称能量较高 的光源为硬 X 射线, 能量较低的为软 X 射线. HEPS 属于高能光源, 具有 6GeV 的电子能量,发射度小于等于 0.06nm*rad, 具有世界最高亮度, 并且 还有进一步提高的空间. 提到 X 射线, 辐射 常令人担忧. HEPS 是否会对工作人员、公众造成危 害呢? 答案是否定的. 实际上, HEPS 对公 众影响的剂量限值远低于国家标准.同时, HEPS 产生的辐射是瞬发性的, 只要 加速器一停机, 能造成环境影响的主要 辐射源即消失,同时也不再引起空气、 冷却水的活化. 此外, HEPS 还有完整的辐射防护 设计方案, 严格的屏蔽墙设计、 人身安 全联锁与剂量监测系统设计, 可保障工 作人员与环境安全. 与我国现有光源形成能区互补 同步辐射光源按电子能量不同能 段分为低能光源、 中能光源、 高能光源. 不同能区的光源用途不同. 北京正负电子 对撞机上的同步辐射装置、 合肥同步辐射 装置、 上海光源属于中、 低能段, 目前都 在积极运行中. HEPS 作为高能光源,将与我国现 有的光源形成能区的互补.HEPS 将满 足国家发展战略等研究对高能量、 高亮 度的 X 射线的迫切需求, 使我国的同步 辐射光源向高能区扩展. 王沿东解释说, 高能同步辐射光 源与我国现有光源是互补的, 不同能区 的光源用途不同, 例如对谱学等方面的 研究中低能度的光源即可满足实验, 能 量太高做有些物质 / 部件成像研究反 而看不清内部结构. 预计未来 HEPS 将在我国先进材 料、 航空航天、 能源、 环保、 医药、 石油、 化工、 生物工程和微细加工等领域广泛 应用,提供突破瓶颈问题的关键手段, 提升我国国家发展战略与工业核心技 术的相关研究水平、 基础科学和高技术 领域的原始创新能力.例如对新能源页 岩油气的研究,利用 HEPS 的纳米 CT 技术可以对页岩的结构进行具有纳米 分辨率的三维成像, 为页岩储油储气特 性研究提供科学数据. 助推 卡脖子 技术的突破 特种材料的结构分析、 工程材料的 全寿命过程研究等,不但需要高能量、 高亮度的 X 射线, 同时还必须在国内开 展研究. 因此, HEPS 对于我国科技发展 战略及工业核心创新能力相关的研究 至关重要. 在国家支持重大需求和工程材料 方面, HEPS 可支持极端条件下材料的 结构功能研究、 特殊材料的动态高压条 件下结构变化实时解析、 工程材料的全 寿命周期实时动态研究.在前沿科学方 面, HEPS 还可用于开展小于 1μm 尺 寸的生物蛋白质晶体结构测定, 单个纳 米颗粒的实时、 原位结构解析, 强关联 材料的深能级声子谱研究. 对于工程材料的研究,我们需要 能量高、 通量大、 分辨率高、 聚焦小的光 源, 一方面可以缩短测量时间, 另一方 面更小的聚焦有助于更好地开展基础 研究. 王沿东说, 某些涉及国家战略 需求的实验是无法在国外开展的, 国内 又很难满足实验要求, 高能同步辐射光 源的建成将推动我国 '