我国首台高能同步辐射光源正式开放运行 亚洲首个第四代同步辐射光源启动首轮课题征集

 燕山南麓,雁栖湖畔,一座银灰色的巨型环形装置静卧在连绵群山之间。从空中俯瞰,它如同一个架在大地上的放大镜,即将为人类探索微观世界开启前所未有的清晰视野。2026年3月20日,国家重大科技基础设施——高能同步辐射光源正式面向全球启动首轮用户课题征集。这一举措标志着我国首台高能量同步辐射光源已从建设阶段全面迈入正式开放运行准备的新征程,亚洲首个第四代同步辐射光源即将迎来常态化科学服务的新纪元。根据规划,该装置计划于今年6月进入正式运行状态,届时这座被誉为“超级显微镜”的大科学装置,将以其比太阳亮度高万亿倍的极致光芒,照亮物质微观结构的每一个隐秘角落。

 第四代光源的代际跨越与性能巅峰

 高能同步辐射光源的建成,实现了我国在同步辐射光源领域从第三代到第四代的代际跨越。作为全球第五台、亚洲首台第四代同步辐射光源,它同时也是目前全球设计亮度最高的同步辐射光源。其工作原理被形象地比喻为“加速电子、生产光”——在接近光速飞驰的电子经过弯转磁铁时,会沿着轨道切线方向释放出极其明亮且高品质的同步辐射X射线。该装置主要由加速器与光束线站两大部分构成,整体设计可容纳不少于90条高性能光束线站。首期工程已建设完成14条面向用户的实验光束线站和1条专用测试线站。这些线站能够提供能量高达300千电子伏特的硬X射线,并同时具备纳米量级的空间分辨能力、皮秒量级的时间分辨精度以及毫电子伏特量级的能量分辨本领。如此卓越的综合性能,使得科研人员能够以前所未有的精度“看清”材料内部的原子排列、化学键合状态以及动态演化过程,为前沿基础研究和关键核心技术攻关提供了不可替代的尖端实验平台。

 试运行捷报频传与产业赋能初显锋芒

 自2025年12月3日启动试运行以来,高能同步辐射光源已展现出强大的科学支撑能力和广阔的应用前景。截至2026年2月中旬,在短短两个多月的试运行期内,该装置已高效支撑了来自91家国内外单位的222项课题实验,累计提供用户机时近5000小时。服务的用户群体广泛而多元,既包括清华大学、北京大学、中国科学技术大学、新加坡国立大学、英国伦敦大学学院等国内外顶尖高校和科研机构,也涵盖了比亚迪、宁德时代、中国航空发动机集团等行业的领军企业。在试运行阶段,一系列用户实验已在多个前沿方向取得了超出预期的突破性进展或成功验证。例如,在航空工业领域,科研人员利用其高精度成像能力,成功检测出航空发动机叶片内部微米级的制造缺陷,为提升航空器安全性和可靠性提供了关键数据。在交通装备领域,科学家们精准测量了高铁轮毂踏面复杂的三向残余应力分布,这对优化轮毂寿命和行车安全至关重要。在新能源赛道,该光源实现了对液态及固态电池在真实工作状态下的原位观测,清晰揭示了锂离子迁移、界面反应等核心过程,为研发更高能量密度、更长循环寿命的下一代电池指明了方向。此外,在高端材料3D打印过程监控、半导体纳米结构三维成像、乃至脑科学领域的灵长类脑器官神经连接图谱绘制等方面,均取得了令人振奋的初步成果。这些扎实的进展,充分证明了高能同步辐射光源已成为驱动产业升级和科技创新的重要引擎。

 面向全球的开放征集与协同创新新生态

 随着正式运行日期的临近,高能同步辐射光源以更加开放的姿态拥抱全球科学界。此次启动的首轮普通课题征集,面向国内外所有科研用户,申请截止日期为2026年4月30日,获批课题的有效期长达两年。首期建设的14条用户线站全部参与此次征集,涵盖了从高分辨谱学、X射线显微成像到硬X射线成像、工程材料、小角散射等多个方向,能够满足物理、化学、材料、生物、环境、地质、考古等众多学科的前沿实验需求。为了方便全球用户申请与合作,项目管理方不仅开通了中英文双语的在线申请系统,还详细公布了各线站的开放范围、技术参数及联系人信息,体现了国际化、规范化的运行服务理念。这种面向全球的课题征集,不仅是对装置自身科学能力的一次全面检验,更是构建全球协同创新网络的关键一步。通过汇聚世界顶尖的智慧和创意,高能同步辐射光源有望在航空航天、生物医药、新能源电池、芯片微电子、石油化工、纳米材料等关乎国家战略和民生福祉的关键领域,催生出一系列原创性、颠覆性的科学发现和技术突破。

 照亮未来创新之路的国之重器

 从六年多前破土动工,到如今即将正式开放运行,高能同步辐射光源的诞生与成长,是我国大科学装置建设能力迈上新台阶的生动缩影。它不仅仅是一台观测微观世界的工具,更是一个国家科技创新体系综合实力的体现,是连接基础研究原始创新与产业技术升级应用的桥梁。当它的光束照亮实验样品时,照亮的也是新材料、新药物、新器件、新工艺的研发之路。可以预见,随着正式运行的开启和全球科学家的持续涌入,这座屹立于怀柔科学城的“超级放大镜”,必将以其独一无二的尖端能力,产出更多引领性的科学成果,解决更多关键领域的核心技术难题,为提升国家战略科技力量、建设世界科技强国注入源源不断的强劲动能。从微观粒子到宏观产业,高能同步辐射光源所点燃的这束光,正照亮中国乃至世界科技创新的未来征途。

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