上海同步辐射光源(简称“上海光源”;英文全名为Shanghai Synchrotron Radiation Facility,缩写为SSRF)是第三代中能同步辐射光源,其性能位居国际前列,是我国第一台由国家和地方共同投资、中国科学院和上海市合作建设的大科学装置,由中国科学院上海应用物理研究所承建(项目法人单位)。上海光源坐落在浦东新区张江高科技园区的张衡路239号,占地面积约20万平方米(300亩)。
上海光源是我国设计建造的第一台第三代同步辐射装置,也是我国迄今建成的规模最大的国家重大科学装置,总投资14.3亿元。上海光源历经十年优化设计和预制研究,于2004年12月破土动工。约300人的光源团队,在300多个单位的协助下,经过大规模技术攻关与系统集成,上海光源于2009年4月按期、高质量地完成了建设任务,2010年通过国家验收。2014年,中科院上海大科学中心成立,旨在依托上海光源和蛋白质科学研究设施等大科学装置,建设开放共享的公共大型科技创新平台,规划和布局大科学装置和设施的长远发展,集聚国内外相关科研力量,支撑生命、物质、能源等前沿交叉领域科学研究,产出重大原创性成果,开展高水平国际合作,推进产学研深度融合,成为具有全球影响力和世界一流水平的大科学中心。
作为国家大科学平台,上海光源在科学界和工业界有着广泛的应用价值。可以提供从红外到硬X射线的广谱同步辐射光,具有波长范围宽、高强度、高亮度、高准直性、高偏振与准相干性、可准确计算、高稳定性等一系列比其他人工光源更优异的特性,可用于生命科学、材料科学、环境科学、信息科学、凝聚态物理、原子分子物理、团簇物理、化学、医学、药学、地质学等多学科的前沿基础研究,以及微电子、医药、石油、化工、生物工程、医疗诊断和微加工等高技术的开发研究。截至2015年11月,上海光源首批7条线站共开机提供192442小时用户实验机时,支持的课题近7297个,来自377家高校、科研院所、医院和公司的1904个研究组的12433个用户在这里进行了实验,已发表论文近2264篇,其中SCI 1 区的文章500余篇,包括Science、Nature、Cell 等国际顶级刊物论文48篇,取得了丰硕的成果。例如,中国科学院大连化学物理研究所包信和院士团队借助上海光源探索出天然气直接转化利用的有效方法,被德国巴斯夫集团副总裁穆勒评价为一项“即将改变世界”的新技术,入选2014年“中国十大科技进展新闻”与2014年“中国科学十大进展”;清华大学医学院颜宁教授研究组借助这里的光揭示了葡萄糖转运蛋白工作机理,成为世界上第一个解析出人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构的科学家,该成果被美国科学院院士、膜转运蛋白研究专家罗纳德·魁百克(Ronald Kaback)称作“50年以来的一项重大成就”,入选2014年“中国十大科技进展新闻”;北京大学化学与分子工程学院李彦教授课题组借助上海光源,发现了单壁碳纳米管的手性选择性生长机制,有助于解决单壁碳纳米管的结构可控生长这一困扰学界已久的难题,在碳纳米材料研究领域取得了“世界级成果”;中国科学院物理研究所丁洪研究团队利用上海光源“梦之线”,成功在TaAs 晶体中观测到了费米弧表面态,从而在实验上证实了这类“手性”电子的存在,使外尔费米子终于第一次展现在科学家面前。
目前,上海光源团队除了继续保持装置的高水平运行开放,支撑我国科学家不断产出重大成果,解决科技前沿和国家重大需求中的关键问题以外,正在加大力度建设后续光束线站,目标在2020年前再建设约20条光束线,使上海光源拥有超过30条的光束线站。这其中国家“十二五”重大科技基础设施——上海光源线站工程(二期)项目已获国家立项,目前已完成可行性研究报告编制,正在进行关键技术预研,计划将新建16条光束线。此外,还有多条用户建设的线站也在实施和启动中。这些线站建成后将极大地提升和拓展上海光源的综合实验能力与用户支撑能力,使其动态研究、原位研究、复杂过程研究和综合研究的能力实现跨越,实现高指标的空间、时间和能量分辨能力以及多元素分析的灵敏度。
另一方面,上海光源团队还在研发新一代光源,在“鹦鹉螺”的“隔壁”,国家重大科技基础设施——X射线自由电子激光试验装置正在加紧建设,将在2017年建成出光。X射线自由电子激光具备超高的峰值亮度、超短的脉冲和极好的相干性,将与同步辐射光源互补,成为一种探索自然奥秘和发展高新技术的最先进的研究平台,使人们从拍分子照片进入拍分子电影的时代,极有助于解决人类面临的最迫切的问题。”
上海光源国家重大科学工程及其团队荣获“2011年度中国科学院杰出科技成就奖”、“2012年度上海市科技进步特等奖”、“2013年度国家科技进步一等奖”。
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