首次完成探月衛星“嫦娥一號”太陽風離子探測器正機的實驗標定和測試；開創一條低耗水進行煤高效轉化的新途徑；首次獲得一批生物樣品如癌變細胞的高分辨率顯微圖像……近年來，　我國多個國際前沿科技成果的背后離不開一雙超高顯微的“眼睛”――中國科學技術大學國家同步輻射實驗室。

 

首個國家級實驗室發出中國第一束“神奇之光”

光，是觀察及研究自然最重要的工具。人類對光的探索經歷了電光、X光、激光、同步輻射光等幾次劃時代的大跨越。1879年電燈的發明推動了人類文明。1895年，德國科學家發現X光能夠透視肉眼看不到的世界。之后20世紀初科學家又發現更亮更純的激光可以用來研究單個原子，人類的目光由此進入微觀世界。

1947年，美國學者發現，當自由電子做環形高速運動時，會放出電磁輻射（光），這個發現使人類擁有了進一步探究微觀世界的“眼睛”：同步輻射。

業內有一個非常形象的比喻：如果將一塊吸飽了水的海綿用繩子拴住，并把它掄起來甩成圓圈，則海綿中的水會沿著圓周切線的方向飛出去。同步輻射產生的電磁波就好像是從繞圈的電子中被“甩”出來的能量。

在科教城市安徽合肥的西區，有一個凌然欲飛的巨大“飛碟”式建筑，這就是我國第一個國家級實驗室——中科大國家同步輻射實驗室。

走進實驗室，記者看到一個六邊形的大型密閉墻體，長短不一的管道穿梭其間，低鳴的機器正在運轉。

“同步輻射是一種強度高、光斑小、頻譜廣、可任意選擇波長的光源，借助這種革命性新光源，人類可以探測微觀世界的構造和化學變化過程等，它是不可或缺的現代科研手段，可應用于物理、化學、材料科學、生命科學、信息科學、藥學、環保等眾多前沿科研領域。”國家同步輻射實驗室副主任王琳介紹。

1983年4月，當時的國家計委批準中科大國家同步輻射實驗室正式立項，建設我國第一臺專用同步輻射光源，被稱為“合肥光源”。1989年合肥光源建成，并發出中國第一束“神奇之光”，其中95%技術設備依靠自主研發。

 

“頂天立地”　三十年做前沿科研的“眼睛”

 

 

每引出一束同步輻射光，就可以照亮一個學科領域。國家同步輻射實驗室主任陸亞林告訴記者，合肥光源于1997年、2010年啟動了兩次升級改造，目前其主要性能指標均達到國際第三代同步輻射光源水平。“目前合肥光源的亮度可達到普通燈泡的10億倍到100億倍，而光斑精度則小到0.1微米量級。”

陸亞林介紹說，三十年來，國家同步輻射實驗室本著“頂天立地”的原則做科研。“頂天，就是在基礎研究上助力世界最前沿的成果。立地，就是推動科技成果轉化，為區域經濟發展作出實實在在的貢獻。”

利用合肥光源，我國首次完成探月衛星“嫦娥一號”太陽風離子探測器正機的實驗標定和測試，2007年“嫦娥一號”成功發射并傳回首張月面圖像，使我國從此邁入了具有深空探測能力的國家行列；首次獲得了X射線全息圖樣，獲得一批生物樣品如癌變細胞的高分辨率顯微圖像等。

據統計，2005年以來合肥光源接待海內外高校和科研院所4300多人次，完成2100多個用戶研究課題，共發表1500多篇SCI收錄論文，一系列重要成果發表在《科學》《自然》等國際著名學術期刊上。

與此同時，陸亞林介紹，國家同步輻射實驗室30年來，為北京、上海以及臺灣光源培養了大量骨干人才，“我們還為當地農業、種植業發展提供輻照種子等服務，并為地方光電子產業儀器標定作出了貢獻。”

 

十三五國家戰略帶來發展新機遇

在今年全國兩會上發布的十三五規劃綱要，明確提出“推動戰略前沿領域創新突破”，“積極提出并牽頭組織國際大科學計劃和大科學工程，建設若干國際創新合作平臺。”

“新的國家戰略，給同步輻射事業發展提供了新的歷史機遇。”陸亞林介紹，中科院近期在合肥、上海成立了大科學中心，國家同步輻射實驗室成為合肥大科學中心的中堅力量。

國家同步輻射實驗室已具備建造第四代光源的能力。根據設計方案，第四代光源具有“更快、更高、更亮”的特征，將極大地助力我國搶占未來科技先機。

“除了推動前沿科研課題，同步輻射工程技術本身也具有廣闊的應用前景，比如電子醫療加速器是放射治療的主流儀器，西方發達國家每百萬人擁有放療裝置7臺，中國內地還不到1臺，且95%的市場被外資企業占據。”陸亞林介紹，國家同步輻射實驗室擁有電子加速器核心技術和一支專業的、經驗豐富的工程技術團隊，在加速器技術應用方面大有可為。

(原標題：做前沿科研的“眼睛”——探秘中國科學技術大學國家同步輻射實驗室)

 

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探秘國家同步輻射實驗室：做前沿科研的“眼睛”

圖文簡介

光，是觀察及研究自然最重要的工具。人類對光的探索經歷了電光、X光、激光、同步輻射光等幾次大跨越。