同步辐射加速器

带电粒子加速设备

同步辐射加速器是产生带电粒子同步辐射的加速设备。带电粒子在运动速度接近光速（v≈c）在电磁场中偏转时，由于相对论效应，沿运动的切线方向发出的一种电磁辐射被称为同步辐射。同步辐射是天体物理中的一种重要辐射机制，同步辐射加速器的先进性也是衡量一个国家基础物理学发展领先水平的一个设备指标之一。

中国

同步辐射加速器主要用于产生第二代同步辐射光源，利用电子在圆形轨道中的运动，发出单色光。

我国的同步辐射加速器建立在中国科学技术大学校内。国家同步辐射实验室坐落在安徽合肥中国科技大学西校园中，这是国家计委批准建设的我国第一个国家级实验室。实验室拥有的同步辐射光源是国内高校中唯一一台大科学装置和国家级实验研究平台。

国家同步辐射实验室建有我国第一台以真空紫外和软X射线cvnbd为主的专用同步辐射光源。其主体设备是一台能量为800MeV、平均流强为100~300mA的电子储存环，用一台能量200MeV的电子直线加速器作注入器。来自储存环弯铁和扭摆磁铁的同步辐射特征波长分别为2.4nm和0.5nm。

国家同步辐射实验室一期工程1984年11月20日破土动工，1989年建成出光，1991年12月通过国家验收，总投资8,040万元人民币。1999年国家又投资11,800万元人民币进行国家同步辐射实验室二期工程建设，2004年12月二期工程通过国家验收。

国家同步辐射实验室现建有X射线光刻、红外与远红外、高空间分辨X射线成像、X射线衍射与散射、扩展X光吸收精细结构、燃烧、X射线显微术、原子与分子物理、真空紫外分析、表面物理、软X射线磁性圆二色、光电子能谱、真空紫外光谱、光声与真空紫外圆二色光谱、光谱辐射标准与计量等15条光束线和相应的实验站。国家同步辐射实验室是向国内外用户开放的国家级共用实验室，现有注册用户150余家。

欧洲

欧洲同步辐射加速器（右图）位于法国东南城市格勒诺贝尔，是世界上首座第三代同步辐射加速器。它所在的位置可谓山清水秀、得天独厚。格勒诺贝尔市是法国重要的科研和高技术工业城市，是阿尔卑斯山的“大门”，流经该市的两条大河在西北郊汇合，欧洲同步加速器就驻扎在这两条河之间的“半岛”上。格勒诺布尔市的人口包括郊区约40万。1968年，第十届冬季奥运会在此举行。工业、教科和旅游业是格勒诺布尔市的三大经济支柱，它的电子和计算机工业具有相当规模，号称“法国硅谷”。

同步加速器属于大型科研设备，建造、运行的投资都很高。欧洲12个国家于1988年达成协议，共同投资建造第三代同步辐射加速器，共耗资2.2亿法郎。该加速器于1994年开始启用，电子束能量为60亿电子伏特，为欧洲乃至世界的科学研究以及工业研究，提供了强有力的科研手段。每年申请前来利用同步辐射进行各种应用科学研究的科学家多达6000人，但只有2000人获准。

欧洲同步加速器主要由一个线性加速器（右图）、周长300米的同步加速器和周长844米的电子束储存环组成，被加速的电子束在储存环中经过磁结构谐振器的振荡，发出大量高精度的光束。该加速器的输出光线初建时有12条，截至2009年发展到40条（左图），每年来自世界40多个国家的研究人员使用该设备提供的高质量光源，研究物质的原子、分子结构。特别令这里的专家们自豪的是，它是世界上性能最可靠的一台加速器，运行至今从未发生过故障，成为世界上性能最好、用户最多、科研人员借助它出成果最多，即发表研究论文最多的X射线辐射光源。

第三代同步辐射加速器不仅是基础科研必需的大型科研设备，而且具有极强的应用科研背景，其建设对一个大国的科研和经济发展都具有良好的推动作用：在项目的建设中，科技人员与工业技术人员密切配合，攻克建造中的难关，不仅推动了技术的进步，而且刺激了经济的发展；建成以后，科学和工业界均得益——物理学、化学、地质科学、材料科学等学科有了重要的研究工具；工业界也利用这里实验室复制工业生产环境的能力，研究产品性能、提高产品质量。

美国

在美国，许多大企业甚至积极参与同步辐射加速器建设的投资，或者长年租用光束线开展实验。欧洲的情况比美国差一些，但是也有很多制药、化妆品、食品、建筑、冶金、微电子等行业的大企业申请到这里来做实验，如阿旺第斯制药公司、欧莱雅化妆品公司等。

截至2009年，欧洲同步辐射加速器每年的运行费用是7000万欧元，投资来源是17个欧洲国家、欧盟的一些研究项目经费、以及企业实验投资。每年在加速器上做实验的项目有5000多个，实验室聘请实验室以外、来自世界各地的专家每年两次对申请项目进行评审、筛选。

项目一旦入选，加速器运行费投资国的专家到这里做实验的所有费用，包括国际旅费、在格勒诺贝尔的吃、住、行以及实验费用都由实验室提供；投资国以外国家的专家则仅可以免费在这里做实验。“免费”的前提是，实验结果论文必须公开发表。因此，世界上50多台同步加速器，这里是发表论文最多的地方。企业也可申请在这里做实验，但因为结果是保密的，所以必须付费。

科学家们在这里取得了许多重要成果，如：用同步辐射衍射光对纳米技术、特别是光电子技术发展有潜在应用价值的、物质表面晶体生长过程中产生的纳米级量子阱的体积（基底宽度、高度）的测量；用缩微同步辐射光束研究在常温、常压下合成具有溶水性和极好的韧性及强度的蜘蛛网丝的组成结构；用同步辐射的高亮度光束研究酵母锯蛋白的结晶体结构，以更好地了解导致人类克雅氏病、疯牛病的锯蛋白的原子机理；用同步辐射X成像技术研究雪花的三维多孔结构，以发展预测雪崩的技术；多孔的沸石在工业中应用非常广泛，可用于过滤垃圾、精炼溶剂或清洗剂，石油工业对它能够激发催化反应的特性尤其感兴趣——在其小孔中加入碳水化合物分子，沸石就成为具有选择性的化学反应机器，微电子工业则认为它能够孤立“量子”纳米粒子的能力非常有用，高质量的同步辐射光使科学家能够精确地了解活性区域的位置和运转情况……

欧洲同步加速器是全球三大第三代同步辐射光源中心之一，其他两家是美国的APS和日本的Spring-8。

其它地区

至今为止，世界上90%的生物大分子结构是通过这种同步辐射光了解的。因此，在非常红火的功能蛋白学研究中，欧洲同步辐射加速器有着非常重要的作用。从2003年开始，欧洲同步加速器与其毗邻的，欧洲分子生物学实验室(EMBL)（以研究生物分子结构见长）、洛·兰仕凡研究所(ILL)（世界最重要的中子源产生地）、结构生物学研究所（法国最著名的结构生物学研究所之一，专家来自法国国家科研中心和原子能委员会）一起，结成结构生物学研究伙伴，专门研究用于医学目的的蛋白结构。

世界上其他发达国家也开始逐渐自己的同步辐射装置，分布如下：

另外还有印度、巴西、澳大利亚、西班牙、加拿大、荷兰、瑞士、泰国、新加坡等国家均建有同步辐射光源实验室。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省