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大科学装置
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  北京先进光源

概念 

    同步辐射光源的工作原理是以接近光速运动的电子在储存环的环形轨道上,通过不同强度的磁场做恒速率、变方向的运动,并产生性能优异的电磁辐射。 

    同步辐射光源经历了三代快速历史发展阶段。第一代同步辐射光源是寄生于高能物理实验专用的高能对撞机的兼用机;第二代同步辐射光源是基于同步辐射专用储存环的专用机;第三代同步辐射光源是基于性能更高的同步辐射专用储存环的专用机。第一代、第二代、第三代同步辐射光源之间的最主要区别,是在于作为发光光源的电子束斑尺寸或电子发射度的迥异。高能同步辐射光源是前沿基础科学、工程物理和工程材料等战略高技术研究不可或缺的手段,是世界光源发展领域竞争的制高点。 

    高能同步辐射光源(High Energy Photon Source,缩写HEPS)将建设能量为5~6GeV,束流发射度为0.05~0.1nm·rad的第三代同步辐射光源,高于世界上目前正在运行和建设的同步辐射装置。 

应用领域 

    同步辐射光源的研究领域非常广泛,涵盖了物理、化学化工、材料科学、能源、环境、考古、纳米、生命科学、医学等领域,并且在不断扩展。 

    高能同步辐射装置产生的高能量、高强度的光源,能够使北京在生物医药、电子器件、航空工业材料等产业领域具备技术优势。 

建设意义 

    HEPS对前沿科学研究的支撑能力主要体现在: 

    一是高亮度同步辐射X射线的能量可达300keV,满足国家安全及工程材料方面的特殊需求; 

    二是为衍射实验提供mm量级的聚焦光斑,获得重要但结晶困难的蛋白质晶体结构,解决生命科学研究的瓶颈问题; 

    三是为谱学和成像研究提供10nm以下的聚焦光斑,直接观察纳米尺度上的结构变化; 

    四是达到ps量级的时间分辨能力,研究物质(生命物质和非生命物质)结构变化的动力学过程,为实现物质调控奠定基础; 

    五是超高能量分辨和动量分辨的谱学方法,为精细结构研究提供条件; 

    六是高能、高亮度以及高准直的硬X射线为原位研究和极端条件下的研究提供优越的条件。 

    HEPS的这些特性,使它在前沿科学研究如工程材料、纳米科技、催化和能源、生命科学和生物医学以及极端条件下的科学研究具有重要的意义。 

已建成案例 

欧洲同步辐射装置ESRF  http://www.esrf.eu/ 

美国APS光源 http://www.aps.anl.gov/ 

日本SPring-8  http://www.spring8.or.jp/en/

 

英国钻石同步辐射光源(DIAMONDhttp://www.diamond.ac.uk/Home.html 

上海同步辐射光源 http://ssrf.sinap.ac.cn/index.htm 

    

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