探秘中国科学技术大学国家同步辐射实验室

　　首次完成探月卫星“嫦娥一号”太阳风离子探测器正机的实验标定和测试；开创一条低耗水进行煤高效转化的新途径；首次获得一批生物样品如癌变细胞的高分辨率显微图像……近年来，我国多个国际前沿科技成果的背后离不开一双超高显微的“眼睛”――中国科学技术大学国家同步辐射实验室。

　　首个国家级实验室发出中国第一束“神奇之光”

　　光，是观察及研究自然最重要的工具。人类对光的探索经历了电光、X光、激光、同步辐射光等几次划时代的大跨越。1879年电灯的发明推动了人类文明。1895年，德国科学家发现X光能够透视肉眼看不到的世界。之后20世纪初科学家又发现更亮更纯的激光可以用来研究单个原子，人类的目光由此进入微观世界。

　　1947年，美国学者发现，当自由电子做环形高速运动时，会放出电磁辐射(光)，这个发现使人类拥有了进一步探究微观世界的“眼睛”：同步辐射。

　　业内有一个非常形象的比喻：如果将一块吸饱了水的海绵用绳子拴住，并把它抡起来甩成圆圈，则海绵中的水会沿着圆周切线的方向飞出去。同步辐射产生的电磁波就好像是从绕圈的电子中被“甩”出来的能量。

　　在科教城市安徽合肥的西区，有一个凌然欲飞的巨大“飞碟”式建筑，这就是我国第一个国家级实验室——中科大国家同步辐射实验室。

　　走进实验室，记者看到一个六边形的大型密闭墙体，长短不一的管道穿梭其间，低鸣的机器正在运转。

　　“同步辐射是一种强度高、光斑小、频谱广、可任意选择波长的光源，借助这种革命性新光源，人类可以探测微观世界的构造和化学变化过程等，它是不可或缺的现代科研手段，可应用于物理、化学、材料科学、生命科学、信息科学、药学、环保等众多前沿科研领域。”国家同步辐射实验室副主任王琳介绍。

　　1983年4月，当时的国家计委批准中科大国家同步辐射实验室正式立项，建设我国第一台专用同步辐射光源，被称为“合肥光源”。1989年合肥光源建成，并发出中国第一束“神奇之光”，其中95%技术设备依靠自主研发。

　　“顶天立地”三十年做前沿科研的“眼睛”

　　每引出一束同步辐射光，就可以照亮一个学科领域。国家同步辐射实验室主任陆亚林告诉记者，合肥光源于1997年、2010年启动了两次升级改造，目前其主要性能指标均达到国际第三代同步辐射光源水平。“目前合肥光源的亮度可达到普通灯泡的10亿倍到100亿倍，而光斑精度则小到0.1微米量级。”

　　陆亚林介绍说，三十年来，国家同步辐射实验室本着“顶天立地”的原则做科研。“顶天，就是在基础研究上助力世界最前沿的成果。立地，就是推动科技成果转化，为区域经济发展作出实实在在的贡献。”

　　利用合肥光源，我国首次完成探月卫星“嫦娥一号”太阳风离子探测器正机的实验标定和测试，2007年“嫦娥一号”成功发射并传回首张月面图像，使我国从此迈入了具有深空探测能力的国家行列；首次获得了X射线全息图样，获得一批生物样品如癌变细胞的高分辨率显微图像等。

　　据统计，2005年以来合肥光源接待海内外高校和科研院所4300多人次，完成2100多个用户研究课题，共发表1500多篇SCI收录论文，一系列重要成果发表在《科学》《自然》等国际著名学术期刊上。

　　与此同时，陆亚林介绍，国家同步辐射实验室30年来，为北京、上海以及台湾光源培养了大量骨干人才，“我们还为当地农业、种植业发展提供辐照种子等服务，并为地方光电子产业仪器标定作出了贡献。”

　　十三五国家战略带来发展新机遇

　　在今年全国两会上发布的十三五规划纲要，明确提出“推动战略前沿领域创新突破”，“积极提出并牵头组织国际大科学计划和大科学工程，建设若干国际创新合作平台。”

　　“新的国家战略，给同步辐射事业发展提供了新的历史机遇。”陆亚林介绍，中科院近期在合肥、上海成立了大科学中心，国家同步辐射实验室成为合肥大科学中心的中坚力量。

　　国家同步辐射实验室已具备建造第四代光源的能力。根据设计方案，第四代光源具有“更快、更高、更亮”的特征，将极大地助力我国抢占未来科技先机。

　　“除了推动前沿科研课题，同步辐射工程技术本身也具有广阔的应用前景，比如电子医疗加速器是放射治疗的主流仪器，西方发达国家每百万人拥有放疗装置7台，中国内地还不到1台，且95%的市场被外资企业占据。”陆亚林介绍，国家同步辐射实验室拥有电子加速器核心技术和一支专业的、经验丰富的工程技术团队，在加速器技术应用方面大有可为。

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