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北京同步輻射裝置發(fā)展的四個階段
2014-06-20 | 瀏覽次數(shù): |【

  同步輻射光源以其特有的高亮度,高準直性、良好的相干特性、以及從遠紅外到硬X射線范圍的連續(xù)光譜等性質(zhì),被廣泛用于生命科學,環(huán)境科學,凝聚態(tài)物理和材料科學等領域,成為當今世界上能同時用于基礎科學研究,應用研究和高技術產(chǎn)品開發(fā)的一種先進的不可替代的光源。

  北京同步輻射裝置(BSRF)是一個多學科的大型實驗平臺,它為我國眾多科研領域的研究工作提供強有力的實驗手段。

  BSRF于1990年開始對外開放,已成功運行了24年,為全國的科研工作者提供了大量的實驗機時。經(jīng)過配合BEPCII建設的改造工作, BSRF的性能有了大幅度的提高。目前BSRF建有3個實驗大廳、5個插入件、14條光束線以及1W1A-漫散射站、1W1B-XAFS站、1W2A-小角散射站、1W2B-生物大分子站、3W1A-生物大分子站、3B1A-LIGA\3B1B-光刻站、4W1A-X射線成像站、4W1B-X射線熒光微分析站、4W2-高壓站、4B8-真空紫外站、4B7A中能站、4B7B-軟X光站、4B9A-衍射站、4B9B-光電子能譜站等14個實驗站?! ?/p>

 

  BSRF每年為用戶提供不少于3個月的專用光機時。每年接待來自大學、中國科學院和各部委研究所等100多個單位的用戶來進行500多個實驗。他們利用BSRF開展高水平的科學研究工作,研究內(nèi)容涉及材料科學、凝聚態(tài)物理、化學、化工、生命科學、醫(yī)學、地礦、資源、環(huán)境科學、微電子和微機械技術等不同的學科和領域,取得了一大批重要的科研成果。BSRF已成為對外開放的大型公用科學設施和多學科研究的重要基地。

   

  SARS病毒主蛋白酶3CLMpro及抑制劑的復合物結構

   

  菠菜捕光膜蛋白3D結構。發(fā)現(xiàn)了第三種光合作用膜蛋白結構,它的部分結構衍射數(shù)據(jù)是在BSRF獲得的

   

  上海血液學研究所、醫(yī)學基因組學國家重點實驗室在1W1B-XAFS實驗站利用BioXAS方法,成功揭示了砷劑治療急性早幼粒細胞性白血病的分子機理

   

  BSRF工作人員提出X射線相位襯度成像普及應用解決方案,圖為低劑量、快速X射線相位CT實驗結果,樣品為大鼠爪      

  北京同步輻射裝置的發(fā)展主要經(jīng)過4個階段:    

  第一階段是北京同步輻射裝置建設階段。一期工程中,在儲存環(huán)外圍建設了12號和13號兩個實驗大廳,建成了三個前端區(qū)和三條光束線,分別是4W1成像站、4B9衍射站和3B1LIGA實驗站。1989年12月8日,北京正負電子對撞機同步輻射裝置通過國家鑒定。 由29位專家組成的鑒定委員會認為,北京正負電子對撞機同步輻射裝置開始投入運行,為自然科學研究、技術科學發(fā)展和工業(yè)應用提供了良好的條件,必將對促進各學科的相互滲透和對諸多領域?qū)W科的發(fā)展帶來巨大的推動。此后三年中又陸續(xù)建設了3條光束線和8個實驗站。

  第二階段是八五改進項目。1993年中科院決定緩建“北京同步輻射科學中心”,將原定投資調(diào)整為BEPC/BES/BSRF的改進提高。BSRF改進的重點放在永磁插入件的研制、光束光學研究和建立新的實驗方法上。八五改進提高項目正式啟動。1994年6月“七五”建設的最后一個項目——4W1C光束線和漫散射實驗站通過BEPC國家實驗室組織專家進行的測試鑒定,正式對用戶開放。同年BSRF年提出的有關在我國建設一臺第三代同步輻射光源的建議得到了科學界和社會的廣泛關注。中科院委托BEPC國家實驗室開展可行性調(diào)研工作,經(jīng)過組織廣泛的專家討論會和光源專題研討會,完成了第三代光源的初步研究。1997年11月3W1磁鐵調(diào)束出光,宣布我國第一臺用于同步輻射光源的永磁扭擺器建設成功。通過3W1永磁扭擺器,引出了兩條光束線3W1A和3W1B。建成了4個相應的實驗站即微機械加工實驗站、微束熒光分析實驗站、高壓實驗站和軟X射線應用實驗站,并于1997年年底投入運行。

  第三階段是1999年開始的重大改造項目。1999年在國務院和中國科學院領導的關心和支持下,北京正負電子對撞機(BEPC)獲得連續(xù)3年的技術改造經(jīng)費。BSRF重大改造項目隨即啟動。

  在本次改造項目中新建了1W1永磁wiggler光源并引出1W1A漫散射實驗站和1W1B吸收譜學實驗站;新建了4W2真空盒內(nèi)永磁wiggler光源并新建高壓光束線與實驗站;同時將原有3W1A光束線改造成生物大分子晶體學光束線與實驗站,這是我國首條專用于生物大分子晶體結構研究并滿足開展多波長異常衍射實驗需求的光束線站。到2003年,新建束線與實驗站投入使用,BSRF的實驗站數(shù)目由原來的11個增加到13個。

  第四階段是2004年啟動的BEPCII工程項目。在該階段的改造工作中,新建了15號實驗大廳,新建了1W2永磁wiggler光源以及引出的兩條光束線與實驗站——1W2A小角散射線站和1W2B第二條生物大分子晶體學線站;新建了2個前端區(qū),搬遷了1個前端區(qū),改造了4個前端區(qū);中能X射線實驗站與VUV實驗站從13號實驗大廳搬遷到12號實驗大廳,以滿足兼用模式應用的需求;4B9A衍射站、4B9B光電子站以及4W1A形貌站和4W1B熒光站進行了相應的改造。

   

  北京同步輻射裝置實驗大廳

 

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