北京这个“放大镜”，有90个足球场那么大！
发布时间：
2025-09-01 15:42
从怀柔科学城高空俯瞰，一座形状很像手持放大镜的建筑格外显眼，它就是国家重大科技基础设施高能同步辐射光源（HEPS）。
△ 高能同步辐射光源
大国重器形似“放大镜”
怀柔科学城位于雁栖湖畔。北青报记者注意到，在高能同步辐射光源园区内有三栋主体建筑，未来感十足。从沙盘上可以直观地看到，建筑整体外形酷似一个放大镜，“手柄”位置是综合实验楼和用户服务楼，“镜框”位置则是光源装置区域。
据中国科学院高能物理研究所研究员、高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民介绍，建筑占地976亩，相当于90个足球场大小。放大镜的“镜框”是一个环形建筑，周长1300多米，如果沿着外环道路步行需要二三十分钟，“工作人员为了提高工作效率，在光源装置实验大厅里有时会骑自行车代步。”
据了解，高能同步辐射光源是我国“十三五”期间优先建设的国家重大科技基础设施。设施建成后可更好地满足航空航天、能源环境、生物医药等前沿科学和工程应用等领域的研究需求，成为国际领先的高能同步辐射光源实验平台。
△ 高能同步辐射光源
成功发出“第一束光”
据介绍，高能同步辐射光源项目于2019年6月启动建设，建设周期6年半。建成后，它将成为世界上设计亮度最高的第四代同步辐射光源，也是中国第一台高能同步辐射光源。
5年多来，该项目不断取得阶段性成果。2021年6月28日，第一台科研设备安装；2023年3月14日，直线加速器满能量出束；2024年7月1日，储存环全环贯通进入联调阶段。截至目前，加速器和第一批光束线站的建设已完成。
2024年10月12日成功发出“第一束光”。当晚，高能同步辐射光源常务副总指挥董宇辉带领团队将一张橙色胶片挂在出光口，他们调整好胶片位置后走出实验站，关闭防辐射门，按下按钮，打开光闸。
关闭光闸，实验站门上的指示灯由红色的“禁止进入”变成绿色的“允许进入”。团队人员再次走进实验站时，橙色胶片上出现一块边缘整齐的黑斑。这就是高能同步辐射光源发出的第一束光留下的印迹，董宇辉也在上面记录了此珍贵的时刻：“2024.10.12 21：30”“曝光0.1s（秒）”。
潘卫民告诉北青报记者，由于装置发出的光不是可见光，所以人眼无法直观感受到它的存在，“同步辐射光源相当于一个巨型X光机，可以检测到航天材料在加工和服役过程中有没有裂痕，也可以看到细胞分子结构。”
南京拓展科技为“国之重器”献力
由南京拓展科技承建的隧道环境试验系统是高能同步辐射光源验证装置（HEPS-TF）的基础设施，它将为HEPS-TF关键技术的研究提供必不可少的实验环境和场地。该项目系统的建设实施，是对我司超高精度恒温恒湿洁净系统建设能力及技术研发专业性实力的认可。
本系统的技术特点是高精度温控以及温度波动模拟，可为“北京光源”后期主体隧道环境建设提供有效数据支撑。
本系统最高温度波动度可达到±0.01℃，为实验数据的验证提供可靠保障。
本系统还可以实现±0.1℃~±3℃的温度波动模拟，通过温度波动模拟可验证温度精度对实验结果的影响。
未来将进入开放共享阶段
时至今日，我国的同步辐射光源已发展了近40年，从第一代的北京正负电子对撞机上兼用的北京同步辐射装置、第二代专用的合肥光源、第三代的上海光源，发展到了第四代的高能同步辐射光源。
为什么需要第四代高能同步辐射光源？潘卫民解释，每一代的亮度指标都有提升，第一代光源在2003年解析了SARS病毒的分子结构，第四代将要“照亮”的是纳米级、更加复杂的微观世界。“要看到物质里的细节，很重要的一点就是要有足够亮的光。光越亮意味着探测的信噪比越高，精度越高，探测速度也越快。第四代同步辐射光源发光的亮度，是照胸片X光机的十万亿倍。”潘卫民表示，目前研究人员已经利用高能同步辐射光源发出的“第一束光”开展了相关实验，“观察到的样品更清晰，一些航天材料的裂纹明显比用其他光源要判断得更加清楚。”
从提供X光能量的角度，同步辐射光源主要有三个能区，低能、中能和高能光源。高能同步辐射光源首期建设14条用户光束线站和1条测试线站。其中，硬X射线成像线站（HXI）是特色线站之一，可提供高空间相干的高能X射线。
据介绍，初步实验结果表明，与常规光源对比，HXI线站的光穿透更深、分辨率更高，灵敏度显著提高，可检出的裂纹显著增加，成像的对比度也大大提高。HXI线站可实现此前难以兼得的，强穿透且高灵敏度、大视场且高分辨X射线成像，将为航空航天工程材料研究、全脑介观3D成像等前沿领域提供强有力的科研支撑。
今年3月27日，高能同步辐射光源宣布启动带光联调。截至目前，已完成了4轮带光联调工作，多条光束线站开展特色样品实验，下一步将继续开展调试工作，最终实现项目验收指标，进入开放共享阶段。
部分内容来源：《北京青年报》（2025年06月20日 第 A03 版）
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