西安华润万家官网:中国迄今最大科学工程“上海光源”宣布建成

4月29日，中国最具规模、世界瞩目的重大科学工程——中国科学院上海同步辐射光源竣工典礼在其实验大厅举行。中共中央政治局委员、国务委员刘延东，中共中央政治局委员、上海市委书记俞正声，全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥，中国工程院院长徐匡迪共同启动竣工装置，并为上海光源国家科学中心（筹）揭幕。上海市市长韩正，中科院常务副院长白春礼，中科院副院长、工程总指挥江绵恒，陈森玉院士，科技部副部长曹健林分别致辞。

新华网上海4月29日电 题:中国迄今最大科学工程“上海光源”宣布建成

新华社记者 张建松 刘丹 杨金志

经过长达16年的孕育、52个月的紧张施工，中国迄今最大的大科学装置和大科学平台“上海光源”29日宣布建成，并同时宣布对国内外用户开放共享。

这标志着中国大科学装置建设跨上一个新台阶，不仅为中国科学界和工业界提供了一个与世界同步的大科学实验平台，带动中国科技创新和相关工业的发展，同时也表明中国在建设国际先进水平的大型科学实验装置方面，具备了高水平的技术集成和创新能力。

总投资约12亿元人民币的“上海光源”工程坐落于上海浦东张江高科技园区，占地面积约20万平方米。从空中俯瞰，整座建筑如一座巨大的银灰色“鹦鹉螺”——其设计理念是体现光的闪亮与柔美，吸引公众对科学的关注和兴趣。

工程的主体建筑是三大加速器——一台150MeV（1．5亿电子伏特）的电子直线加速器、一台能在0．5秒内把电子束能量从150MeV提升到3．5GeV（35亿电子伏特）的全能量增强器，以及一台周长432米的3．5GeV高性能电子储存环。

作为目前世界上性能最好的第三代同步辐射光源之一，“上海光源”的建成还将与中国台湾地区和日本、韩国、印度的第三代同步辐射光源一起，形成堪与美欧媲美的“光源群”，成为面向世界的同步辐射实验平台。

根据设计，“上海光源”具有建设60条以上光束线和上百个实验站的能力。目前首批建成了七条光束线站，分别是:生物大分子晶体学线站、XAFS光束线站、硬X射线微聚焦及应用线站、X射线成像与生物医学应用光束线站、软X射线谱学显微光束线站、X射线衍射光束线站和X射线小角散射光束线站。

所谓“同步辐射”，是由以接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动改变运动方向时所产生的一种电磁辐射。同步辐射光源被科学家称之为继电光源、X光源和激光光源之后，第四次为人类文明带来革命性推动的新光源。其高准直性、高极化性、高相干性、宽频谱范围、高广谱亮度、高光子通亮等优良特性，为人们开展科学研究和应用研究带来了广阔前景。

这是3月16日拍摄的“上海光源”高性能电子储存环旁的部分实验站。科学家要研究比“可见光”波长更短的物体，要“看清”病毒、蛋白质分子甚至金属原子等微观物体，必须选用与这些微观物体大小相近或更短的波长的光束，来照射微观物体，利用光束在物质中的衍射、折射、散射等能够检测到的特性，或者利用光束与物体相互作用产生的光激发、光吸收、荧光、光电子发射等特性，来探究未知的微观世界。新华社记者 裴鑫 摄

目前，全球建成和在建的同步辐射光源装置共有60余座，其中第三代同步辐射装置13台。上海光源属于世界上性能最好的第三代中能同步辐射光源之一，能量居世界第四，仅次于日本的SPring－8（8 GeV）、美国的APS（7 GeV）和欧洲的ESRF（6 GeV）。

与中国已有第一代同步辐射光源——北京正负电子对撞机和第二代同步辐射光源——合肥国家同步辐射实验室相比，上海光源具有高亮度、高强度、高稳定等优点，强度是X光机的上万倍，亮度是最强的X光机的上亿倍，可同时提供从远红外线、紫外线，到硬X射线等不同波长的高亮度光束，每年供光机时将超过5000小时。

上海光源工程由中国科学院和上海市政府共同申请建造，由中科院上海应用物理所承建，于2004年12月25日正式破土动工。

上海光源工程指挥部总指挥、中国科学院副院长江绵恒说，上海光源是一项极其复杂的大科学工程，工程包含了众多系统，涉及超导高频及低温技术、超高真空技术、高精度数字化电源技术，以及先进光束线技术等多项先进技术，部件研制及系统集成难度极高。

在建设过程中，中国工程人员攻克了软土地基微振动控制、消防性能化设计等诸多技术难题，90％的关键技术和设备实现了国产化，直接带动了中国现代高性能加速器、先进电工技术、超高真空技术、高精密机械加工等先进技术和工业的发展。

“上海光源工程是全国大协作的结晶，代表了中国工业发展的最先进水平，彰显了中国综合科技实力。”上海光源工程最早的倡导者之一、中国科学院杨福家院士说。

截至目前，中科院上海应用物理所已经收到来自全国78所高等院校和科研院所的301份申请材料，各地科研人员计划在“上海光源”的七条光束线站上开展生命科学、医学与制药、新材料、物理、化学、石油化工等方面的研究和开发工作。

上海光源工程座落在上海浦东著名的张江国家级高科技园区，地块位于张江高科技园区的杨桥村南部，工程用地范围约20万平方米，上海张江（集团）有限公司以零地价转让给上海光源工程使用。

上海光源将对有巨大产业前景的微电子、微机械等高新技术的开发，起到极大的推动作用，在科学界和工业界有着广泛的应用价值。由于在长三角地区特别是张江高科技园区已存在微电子与光电子工艺、先进复合材料、红外光电材料和器件、再生能源等多个领域中的上千家高科技开发商，均是上海光源的潜在用户。

上海光源工程一期拟建约45000平方米，东西长分别为588至615米，南北宽为333米,总面积约为20万平方米，一期建筑面积为50857平方米。上海光源是中国迄今为止投资最大的国家重大科技基础设施建设项目，总投资约12亿元，在一座银灰色、如鹦鹉螺外形万人体育场大小的圆形建筑内，建有一台能量为150M电子伏特的电子直线加速器，一台周长为180米、能量为3.5G电子伏特的增强器，以及一台周长达432米、能量为3.5G电子伏特的电子储存环，还有沿电子储存环外侧依次分布的多条光束线和实验站等。

上海光源工程由中国科学院和上海市政府共同建造，由中央政府和上海地方政府共同出资，开中国重大基础科学研究之先河。上海光源的建设将为构建科研新体制增添一份宝贵的经验。

同步辐射光源被科学家称之为继电光源、X光源和激光光源之后，第四次为人类文明带来革命性推动的新光源，为人类认知世界提供了更有力的工具。它具有常规光源不可比拟的优良性能，如高准直性、高极化性、高相干性、宽频谱范围、高光谱耀度和高光子通量等，好比一台多用户的超级显微镜，是照亮微观世界的“神奇之光”。它所能照亮的学科之众多，应用领域之广泛，都是空前的。像普通的X光胶片只能模糊地看到骨骼，但是同步辐射光透射的影像就能探测分子级甚至亚分子级结构，如蛋白质和DNA等等，而且轮廓非常清晰。

高性能的同步辐射光源将为生命科学、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应用，提供不可替代的先进实验平台。

为保持光束流的高度稳定，光源轨道的垂直稳定度须控制在1微米以内。上海光源是极其复杂的大科学工程，包含有众多系统，它们分别涉及超导高频及低温技术、超高真空技术、高精度数字化电源技术、高性能磁铁及机械准直技术、高性能束流诊断技术、先进控制技术，以及先进光束线技术等多项先进技术，部件研制及系统集成难度极高；特别是须在保证各系统性能的前提下达到很低的故障率，以实现提供十几到几十小时的稳定束流、年运行5000小时以上供光时间的预定目标。

上海光源的建设将直接带动中国现代高性能加速器、先进电工技术、超高真空技术、高精密机械加工、X射线光学、快电子学、超大系统自动控制技术以及高稳定建筑等先进技术和工业的发展。大科学工程的实践证明，这种带动作用的间接效应所带来的社会和经济效益是非常大的。

仅以生命科学为例，生命科学已进入了后基因组时代，蛋白质科学已成为各发达国家竞相抢占的制高点，而以蛋白质结构和功能研究为主要目标的结构基因组学研究，其中80%以上的工作需要在第三代同步辐射光源上进行，利用高强度和高亮度的同步辐射光，科学家可以很清晰地“看见”生物大分子（如蛋白质、病毒等）的三维结构，掌握它们在生化反应过程中，结构随时间变化的动态过程，所以上海光源将成为中国生命科学前沿研究不可或缺的大科学设施。

同步辐射X射线衍射方法是当前测定生物大分子结构的最有力手段，是研究生命现象与生物过程的利器。研究清楚致病病毒分子及周围人体生物组织分子的三维结构，弄清病毒的致病机理与过程至关重要，然后进行计算机模拟，有针对性地设计出能对致病分子进行屏蔽或抑制的药物分子结构，再合成新药，这比传统的筛选法周期短得多，成本也低得多。利用这种方法，国外已成功研制出用于抑制艾滋病的药物，对于降低艾滋病的死亡率起到了良好的作用。在2003年中国出现SARS疫情后不及，中国科学家就利用同步辐射光成功测定了SARS病毒主蛋白酶的结构，为研制抵御SARS病毒的药物提供了重要信息。

在石化及化学工业中，催化剂起着核心作用，对石油化工的效率产出有重要影响。中国在某些催化剂和高分子材料的研究方面有着相当好的基础和科技积累，但放眼世界，各大石油公司均已在同步辐射光源上建有专用的光束线站，研究催化机理和催化剂的特性。

假如没有高性能的第三代同步辐射光源先进技术的支持，中国企业将面临十分被动的局面。上海光源将是新型催化剂研发中不可或缺的工具。

此外，基于第三代同步辐射光源的微细加工技术已成为发展微电子机械系统的主要支撑技术，微细加工将在不长的时间内形成具有相当规模的产业。随着业界对集成电路的集成度要求越来越高，科学界估计，对线度在几十纳米及以下的集成电路，第三代同步辐射光刻技术有可能将成为主要的光刻手段。

材料科学是支撑高技术经济发展必不可少的基础，未来的技术革命将在很大程度上取决于新型材料的发明，例如半导体、高分子聚合物、合金、陶瓷、超导材料、复合材料、金属玻璃以及纳米材料等，这些具有异乎寻常性能的新型材料将在计算机、信息、通讯、航空航天、机器人、医药、微机电和能源等新兴产业中获得越来越广泛的应用。

利用上海光源所产生的高亮度同步辐射光束，可以揭示材料中原子的精确构造和得到有价值的电磁结构参数等信息，它们既是理解材料性能的"钥匙"，也隐含着发明新颖材料的原理来源。

移动通讯和便携式电脑市场的迅猛发展导致对质轻、价低、续航时间长的可充电电池的需求激增，未来的新能源汽车对全新机理的高性能电池研究需求更是世界瞩目的焦点，各国的制造商正在为掌握新的电化学反应以开发高性能的电池而陈兵鏖战，而同步辐射光正是他们手中的新式武器。

“上海光源”的用户并不仅限于高科技机构，还包括众多与民生紧密相关的企业。比如，著名化妆品公司欧莱雅已经多次采用同步辐射光源来研究毛发角蛋白的分子结构，开发更高性能的产品。

上海光源包括一台约40米长、把电子枪产生的10万电子伏特电子束加速到1.5亿电子伏特的电子直线加速器(在模型中心位置，红色直线段)、一台周长180米、能在0.5秒内把电子束从1.5亿电子伏特加速到35亿电子伏特全能量的增强器(红色小环)和一台周长432米、35亿电子伏特的高性能电子储存环(外圈蓝色大环)和诸多的引出光束线(青色曲线)。

其电子束能量为35亿电子伏特，仅次于日本的SPring-8 (80亿电子伏特)、美国的APS（70亿电子伏特）和欧洲共同体的ESRF（60亿电子伏特），居世界第四。 

上海光源的设计建造符合中国国情，投资适中，在宽广的光子能区具有好的性能价格比。上海光源可同时提供从“硬X射线”到“远红外”全波段的高亮度光束，性能被优化在用途最广泛的X射线和硬X射线能区。利用近年来技术的新进展，在5~20keV光谱区间可产生性能趋近前述美日欧三套大而昂贵的高能量光源所产生的高耀度硬X光；在1~5keV光谱区间可产生目前世界最高耀度的同步辐射光。

其将在亚洲地区与日本SPring-8 (80亿电子伏特)、韩国PLS (25亿电子伏特)、印度Indus-II (25亿电子伏特)和中国台湾TLS (15亿电子伏特)等第三代同步辐射光源一起形成能量和性能分布合理的光源群，成为面向世界的同步辐射实验平台。

沿着周长432米、35亿电子伏特的高性能电子储存环的切线方向可以引出光束线，建立试验站。上海光源总共将建设近60条以上光束线和上百个实验站。上海光源首批建设的7个光束线实验站居国际先进水平，目前每天可容纳几百名不同学科领域或公司企业的科学家、工程师，夜以继日地在各自的实验站上使用同步辐射光。

上海光源的二期工程——再建22至24条光束线的计划，也已经递交。上海光源圆形建筑内具有建设60多条不同光束线的能力，能日夜不断为环绕四周的上百个实验站供光，几十条光束线和上百个实验站全部建成后，同时容纳的研究人员可达上千名。如此之多的研究人员同时使用上海光源，就创造了特有的科研氛围，为不同学科间的学术交流提供了天然的优良条件，使上海光源自然而然成为综合性的大型前沿研究中心，为萌发新思想、创造新方法和开辟新学科提供极为有利的环境条件。