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北京同步辐射装置发展的四个阶段
2014-06-20 | 浏览次数: |【

  同步辐射光源以其特有的高亮度,高准直性、良好的相干特性、以及从远红外到硬X射线范围的连续光谱等性质,被广泛用于生命科学,环境科学,凝聚态物理和材料科学等领域,成为当今世界上能同时用于基础科学研究,应用研究和高技术产品开发的一种先进的不可替代的光源。

  北京同步辐射装置(BSRF)是一个多学科的大型实验平台,它为我国众多科研领域的研究工作提供强有力的实验手段。

  BSRF于1990年开始对外开放,已成功运行了24年,为全国的科研工作者提供了大量的实验机时。经过配合BEPCII建设的改造工作, BSRF的性能有了大幅度的提高。目前BSRF建有3个实验大厅、5个插入件、14条光束线以及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射线成像站、4W1B-X射线荧光微分析站、4W2-高压站、4B8-真空紫外站、4B7A中能站、4B7B-软X光站、4B9A-衍射站、4B9B-光电子能谱站等14个实验站。  

 

  BSRF每年为用户提供不少于3个月的专用光机时。每年接待来自大学、中国科学院和各部委研究所等100多个单位的用户来进行500多个实验。他们利用BSRF开展高水平的科学研究工作,研究内容涉及材料科学、凝聚态物理、化学、化工、生命科学、医学、地矿、资源、环境科学、微电子和微机械技术等不同的学科和领域,取得了一大批重要的科研成果。BSRF已成为对外开放的大型公用科学设施和多学科研究的重要基地。

   

  SARS病毒主蛋白酶3CLMpro及抑制剂的复合物结构

   

  菠菜捕光膜蛋白3D结构。发现了第三种光合作用膜蛋白结构,它的部分结构衍射数据是在BSRF获得的

   

  上海血液学研究所、医学基因组学国家重点实验室在1W1B-XAFS实验站利用BioXAS方法,成功揭示了砷剂治疗急性早幼粒细胞性白血病的分子机理

   

  BSRF工作人员提出X射线相位衬度成像普及应用解决方案,图为低剂量、快速X射线相位CT实验结果,样品为大鼠爪      

  北京同步辐射装置的发展主要经过4个阶段:    

  第一阶段是北京同步辐射装置建设阶段。一期工程中,在储存环外围建设了12号和13号两个实验大厅,建成了三个前端区和三条光束线,分别是4W1成像站、4B9衍射站和3B1LIGA实验站。1989年12月8日,北京正负电子对撞机同步辐射装置通过国家鉴定。 由29位专家组成的鉴定委员会认为,北京正负电子对撞机同步辐射装置开始投入运行,为自然科学研究、技术科学发展和工业应用提供了良好的条件,必将对促进各学科的相互渗透和对诸多领域学科的发展带来巨大的推动。此后三年中又陆续建设了3条光束线和8个实验站。

  第二阶段是八五改进项目。1993年中科院决定缓建“北京同步辐射科学中心”,将原定投资调整为BEPC/BES/BSRF的改进提高。BSRF改进的重点放在永磁插入件的研制、光束光学研究和建立新的实验方法上。八五改进提高项目正式启动。1994年6月“七五”建设的最后一个项目——4W1C光束线和漫散射实验站通过BEPC国家实验室组织专家进行的测试鉴定,正式对用户开放。同年BSRF年提出的有关在我国建设一台第三代同步辐射光源的建议得到了科学界和社会的广泛关注。中科院委托BEPC国家实验室开展可行性调研工作,经过组织广泛的专家讨论会和光源专题研讨会,完成了第三代光源的初步研究。1997年11月3W1磁铁调束出光,宣布我国第一台用于同步辐射光源的永磁扭摆器建设成功。通过3W1永磁扭摆器,引出了两条光束线3W1A和3W1B。建成了4个相应的实验站即微机械加工实验站、微束荧光分析实验站、高压实验站和软X射线应用实验站,并于1997年年底投入运行。

  第三阶段是1999年开始的重大改造项目。1999年在国务院和中国科学院领导的关心和支持下,北京正负电子对撞机(BEPC)获得连续3年的技术改造经费。BSRF重大改造项目随即启动。

  在本次改造项目中新建了1W1永磁wiggler光源并引出1W1A漫散射实验站和1W1B吸收谱学实验站;新建了4W2真空盒内永磁wiggler光源并新建高压光束线与实验站;同时将原有3W1A光束线改造成生物大分子晶体学光束线与实验站,这是我国首条专用于生物大分子晶体结构研究并满足开展多波长异常衍射实验需求的光束线站。到2003年,新建束线与实验站投入使用,BSRF的实验站数目由原来的11个增加到13个。

  第四阶段是2004年启动的BEPCII工程项目。在该阶段的改造工作中,新建了15号实验大厅,新建了1W2永磁wiggler光源以及引出的两条光束线与实验站——1W2A小角散射线站和1W2B第二条生物大分子晶体学线站;新建了2个前端区,搬迁了1个前端区,改造了4个前端区;中能X射线实验站与VUV实验站从13号实验大厅搬迁到12号实验大厅,以满足兼用模式应用的需求;4B9A衍射站、4B9B光电子站以及4W1A形貌站和4W1B荧光站进行了相应的改造。

   

  北京同步辐射装置实验大厅

 

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