上海光源

普通的X光就能清晰拍攝出人體的組織和器官，而上海光源釋放的光，亮度是普通X光的一千億倍。通俗說 來，上海光源相當(dāng)于一個超級顯微鏡集群，能夠幫助科研人員看清病毒的結(jié)構(gòu)、材料的微觀構(gòu)造和特性。在實(shí)驗(yàn)站，同步輻射光被"照射"到各種各樣的實(shí)驗(yàn)樣品上，同時科學(xué)儀器記錄下實(shí)驗(yàn)樣品的各種反應(yīng)信息或變化，經(jīng)處理后變成一系列反映自然奧秘的曲線或圖像。

SSRF已經(jīng)成為生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地球科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、信息科學(xué)等眾多學(xué)科研究中不可替代的先進(jìn)手段和綜合研究平臺，也是微電子、制藥、新材料、生物工程、精細(xì)石油化工等先進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)的重要手段。還將直接帶動中國電子工業(yè)、精密機(jī)械加工業(yè)、超大系統(tǒng)自動控制技術(shù)、高穩(wěn)定建筑技術(shù)，以及其它相關(guān)工業(yè)的快速發(fā)展。

科學(xué)家利用上海光源裝置，可破解生物大分子三維結(jié)構(gòu)，快速測定蛋白質(zhì)三維晶體結(jié)構(gòu)，為正在到來的"后基因組時代"生命科學(xué)研究創(chuàng)造優(yōu)良條件，使中國生命科學(xué)迅速進(jìn)入結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)的世界前列，并從"源頭"上促進(jìn)中國醫(yī)學(xué)、制藥和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

利用上海光源的X光顯微成像和斷層掃描成像技術(shù)，可直接獲取亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖像，給中國科學(xué)家提供全新的生命動態(tài)視野，這可能成為21世紀(jì)初中國生命科學(xué)的光輝里程碑

用上海光源中的高亮度X射線光束，可揭示材料中原子的精確構(gòu)造，以便設(shè)計(jì)出更多豐富人們生活的新穎材料。

用上海光源中的雙色減影心血管造影技術(shù)，可為心血管疾患作快速清晰的早期診斷。

利用上海光源中的X射線深度刻蝕光刻技術(shù)， 可制造肉眼難以看清的微型馬達(dá)、微型齒輪、微型傳感器、微型泵閥，以及微型醫(yī)用器件等。工程師們還可以利用強(qiáng)大光速，完成對超大規(guī)模集成電路的"精雕細(xì)刻"。

截至2015年12月，上海光源首批7條線站共開機(jī)提供182123小時用戶實(shí)驗(yàn)機(jī)時，支持課題近7000個。來自365家高校、科研院所、醫(yī)院和公司的1938個研究組的12674名用戶在這里開展實(shí)驗(yàn)，并取得了豐碩的成果。

同步輻射為許多前沿學(xué)科領(lǐng)域的研究提供了一種最先進(jìn)又不可替代的工具。利用同步輻射實(shí)驗(yàn)技術(shù)開展實(shí)驗(yàn)研究所涉及的學(xué)科之眾多，應(yīng)用的領(lǐng)域之廣泛，是其它大科學(xué)裝置無法比擬的。

生命科學(xué)和醫(yī)藥學(xué)與人類健康生活息息相關(guān)，也是同步輻射光得到廣泛應(yīng)用的重要領(lǐng)域。同步輻射X射線衍射方法是當(dāng)前測定生物大分子結(jié)構(gòu)的最有力手段，是研究生命現(xiàn)象與生物過程的利器。英國科學(xué)家J. Walker和美國科學(xué)家R. Mackinnon籍助同步輻射研究生物分子的結(jié)構(gòu)與功能，取得了突破性的成就，先后榮獲1997年度和2003年度諾貝爾化學(xué)獎。研究病毒以及病毒與人體內(nèi)發(fā)生作用的生物分子的結(jié)構(gòu)，對于弄清病毒的致病機(jī)理與過程至關(guān)重要，利用這些結(jié)構(gòu)信息有針對性地進(jìn)行藥物設(shè)計(jì)、合成與篩選，可以大大加快新藥物研制的進(jìn)程。利用這種方法，國外已成功研制出用于治療艾滋病的藥物，對于降低艾滋病的死亡率起到了良好的作用。在2003年中國出現(xiàn)SARS疫情后不久，中國科學(xué)家就利用同步輻射光成功測定了SARS病毒主蛋白酶的結(jié)構(gòu)，為研制抵御SARS病毒的藥物提供了重要信息。在醫(yī)學(xué)診斷方面，同步輻射光也展示出了非常重要的應(yīng)用前景。心血管疾患常導(dǎo)致突發(fā)性死亡，是威脅人類生命的主要疾病之一。采用同步輻射光源X射線的造影技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)安全、高清晰的心血管成像，為心血管疾病的早期診斷提供安全、快速的診斷方法。在腫瘤診斷方面，利用同步輻射光的高分辨特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)很小的腫瘤，實(shí)現(xiàn)腫瘤的早期診斷以提高腫瘤的治愈率。

材料科學(xué)是支撐高技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的基礎(chǔ)，未來的技術(shù)革命將在很大程度上取決于新型材料的發(fā)明，例如半導(dǎo)體、高分子聚合物、合金、陶瓷、超導(dǎo)材料、復(fù)合材料、金屬玻璃以及納米材料等，這些具有異乎尋常性能的新型材料將在計(jì)算機(jī)、信息、通訊、航空航天、機(jī)器人、醫(yī)藥、微機(jī)電和能源等新興產(chǎn)業(yè)中獲得越來越廣泛的應(yīng)用。利用上海光源所產(chǎn)生的高亮度同步輻射光束，可以揭示材料中原子的精確構(gòu)造和得到有價值的電磁結(jié)構(gòu)參數(shù)等信息，它們既是理解材料性能的"鑰匙"，也隱含著發(fā)明新穎材料的原理來源。

人類賴以生存的自然環(huán)境是脆弱的，資源也是有限的。環(huán)境污染、生態(tài)失衡、資源短缺、地球變暖和自然災(zāi)害等，都對人類的生存構(gòu)成了直接威脅，地球和環(huán)境科學(xué)面臨的許多挑戰(zhàn)正成為世界性的課題。分子環(huán)境科學(xué)以同步輻射X射線譜學(xué)技術(shù)作為主要分析手段，能在分子水平上描述環(huán)境污染物的形態(tài)，研究污染物的遷移和轉(zhuǎn)化的復(fù)雜化學(xué)過程，從而評估污染風(fēng)險和確定污染治理方案。而基于分子環(huán)境科學(xué)所建立起來的受環(huán)境污染植物的修復(fù)技術(shù)，以其自然、生態(tài)、綠色的特點(diǎn)而越來越受到重視與歡迎，可望產(chǎn)生重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。在地球科學(xué)研究方面，利用高亮度同步輻射X射線作為微探針，將能夠深入地了解地殼深處和地幔中礦物的演變和轉(zhuǎn)化，對于礦床地質(zhì)、礦物、巖石、探礦以及地球化學(xué)研究起著重要的作用。

微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)是一種高智能度、高集成度的系統(tǒng)?？茖W(xué)家預(yù)言，20年后MEMS產(chǎn)出的社會和經(jīng)濟(jì)效益將相當(dāng)于今天微電子技術(shù)所產(chǎn)生的。在微細(xì)加工技術(shù)中，利用同步輻射X光深度光刻技術(shù)，已經(jīng)研制出微型傳感器、微型光電部件、微型馬達(dá)、微型齒輪、微電子開關(guān)和微型噴嘴等，同步輻射光將在MEMS制造技術(shù)開發(fā)方面將發(fā)揮重要作用。隨著集成電路的集成度越來越高，科學(xué)界預(yù)計(jì)，對線度在幾十納米及以下的集成電路，同步輻射光刻技術(shù)將有可能成為主要的光刻手段。

在石化及化學(xué)工業(yè)中，催化劑起著核心作用，對產(chǎn)出有重要影響。利用同步輻射光可以研究催化機(jī)理和催化劑的特性，這有助于研究發(fā)明新型催化劑，其結(jié)果直接影響到石油化工的效率和產(chǎn)出。在高分子材料改性和開發(fā)研究方面，同步輻射光所起的作用受到越來越多的關(guān)注。移動通訊和便攜式電腦市場的迅猛發(fā)展導(dǎo)致對質(zhì)輕、價低、續(xù)航時間長的可充電電池的需求激增，各國的制造商正在為掌握新的電化學(xué)反應(yīng)以開發(fā)高性能的電池而陳兵鏖戰(zhàn)，而同步輻射光正是他們手中的新式武器。

在許多其它產(chǎn)業(yè)研發(fā)與檢測方面，如超大規(guī)模集成電路中硅晶片中的痕量雜質(zhì)探測分析、飛機(jī)發(fā)動機(jī)和航天器的疲勞測試、紙漿無氯漂白工藝改進(jìn)、化妝品效果分析乃至新口味凝膠食品的開發(fā)等，同步輻射光都將大顯其非凡身手。

上海光源是極其復(fù)雜的大科學(xué)工程，包含有眾多系統(tǒng)，它們分別涉及超導(dǎo)高頻及低溫技術(shù)、超高真空技術(shù)、高精度數(shù)字化電源技術(shù)、高性能磁鐵及機(jī)械準(zhǔn)直技術(shù)、高性能束流診斷技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)，以及先進(jìn)光束線技術(shù)等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，部件研制及系統(tǒng)集成難度極高;特別是須在保證各系統(tǒng)性能的前提下達(dá)到很低的故障率，以實(shí)現(xiàn)提供十幾到幾十小時的穩(wěn)定束流、年運(yùn)行5000小時以上供光時間的預(yù)定目。

上海光源設(shè)計(jì)為先進(jìn)的第三代中能同步輻射光源，由一臺全能量注入器包括:一臺150MeV電子直線加速器、一臺周長為180米的能在0.5秒內(nèi)把電子束從100MeV加速到3.5GeV的全能量增強(qiáng)器和注入/引出系統(tǒng)、一臺周長432米的3.5GeV的高性能電子儲存環(huán)、以及首批建成的7+1沿環(huán)外側(cè)分布的同步輻射光束線站和實(shí)驗(yàn)站組成。

上海光源儲存環(huán)平均流強(qiáng)300mA，最小發(fā)射度4納米弧度，束流壽命大于10小時。配以先進(jìn)的插入件后，可在用戶需求最集中的光子能區(qū)(0.1-40keV)產(chǎn)生高通量、高耀度的同步輻射光，光子亮度大于1019。儲存環(huán)共有40塊彎轉(zhuǎn)二極磁鐵、16個6.5米的標(biāo)準(zhǔn)直線節(jié)和4個12米的超長直線節(jié)，具有安裝26條插入件光束線、36條彎鐵光束線和若干條紅外光束線等共60多條光束線的能力，它可同時為近百個實(shí)驗(yàn)站供光。首批建造的5條基于插入件的光束線站，分別是生物大分子晶體學(xué)線站、XAFS線站、硬X射線微聚焦及應(yīng)用線站、X射線成像與生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用線站、軟X射線掃描顯微線站;2條基于彎轉(zhuǎn)磁鐵的光束線站分別是高分辨衍射線站和X射線散射線站。此外，還將建造一個基于軟X射線光束線的X射線干涉光刻分支線站。

每年供光機(jī)時將超過5000小時，每天可容納幾百名科研人員，在各自的實(shí)驗(yàn)站上，使用同步輻射光進(jìn)行多學(xué)科前沿研究和高新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用。

在這個碩大的圓形裝置中，全能量注入器提供電子束并使其加速到所需能量，無數(shù)電 子束以接近光的速度在閉合環(huán)形的真空電子儲存環(huán)中運(yùn)行，并在拐彎時放出同步輻射光。電子儲存環(huán)是同步輻射光源的主體與核心，它的性能直接決定了同步輻射光源性能的優(yōu)劣。為了保證向用戶提供在空間位置上高度穩(wěn)定的同步輻射光，電子束軌道的穩(wěn)定需要被控制在微米量級。

光束線沿著電子儲存環(huán)的外側(cè)分布，它起著用戶實(shí)驗(yàn)站與電子儲存環(huán)之間的橋梁作用。也就是說這道"光閘"將從電子儲存環(huán)引出的同步輻射光束"條分縷析"出從遠(yuǎn)紅外到硬X射線等不同波長的同步射光，并按用戶要求進(jìn)行準(zhǔn)直、聚焦等再加工，然后輸送到用戶實(shí)驗(yàn)站。

上海光源工程采取了多項(xiàng)措施防護(hù)高強(qiáng)度、高亮度的X射線輻射。圍繞著周長432米的儲存環(huán)外圍，工程建造了1米多厚鋼筋水泥的屏蔽圍墻，局部地區(qū)進(jìn)行了屏蔽加厚;在屏蔽墻之外、X射線被引出所到達(dá)的用鉛做成的光學(xué)棚屋和實(shí)驗(yàn)棚屋，因?yàn)閄射線無法穿透鉛。

為確保光源開機(jī)后實(shí)驗(yàn)環(huán)內(nèi)無人，除了采用視頻監(jiān)控、廣播通知、響鈴、閃燈等提示外，上海光源的運(yùn)行部門還會派專人進(jìn)行安全搜索;上海光源實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)安裝了上百個緊急按鈕，開機(jī)后按任何一個按鈕，機(jī)器就會立即切斷電源，停止產(chǎn)生X射線，保證人身安全，這一安全控制系統(tǒng)采用的是國際安全標(biāo)準(zhǔn)。每次停機(jī)檢修的時候，上海光源也規(guī)定要先通風(fēng)40分鐘后，通過輻射劑量儀的安全檢測后，才能進(jìn)去檢修。

在上海光源工程所在的上海應(yīng)用物理所園區(qū)內(nèi)，總共還安裝了52對中子與伽瑪線探測器，建立了一個對光源工程周圍環(huán)境的專用輻射監(jiān)測網(wǎng)。

目前，上海光源的實(shí)驗(yàn)大廳輻射水平保持在上海的本底狀態(tài)。進(jìn)入大廳進(jìn)行光源實(shí)驗(yàn)的科研人員，將全部佩戴一個如口哨般大小的"個人輻射劑量計(jì)"，工作人員定期檢查這個儀器所記錄的輻射劑量，對每位實(shí)驗(yàn)者的輻射劑量建立個人檔案，并專門建立一個數(shù)據(jù)庫。

此外，上海應(yīng)用物理所還制定了一套完善的輻射安全管理制度，并編制了專門的教材，對每位光源用戶進(jìn)行上崗前的安全培訓(xùn)。每條線站的負(fù)責(zé)人對用戶實(shí)驗(yàn)樣品的安全性，也都要事先進(jìn)行嚴(yán)格檢查。

硬X射線微聚焦及應(yīng)用光束線站(BL15U1)是上海光源工程首批光束線站中，第一條進(jìn)行調(diào)試的真空波蕩器光束線站。2009年2月6日下午，科研人員完成了調(diào)束前準(zhǔn)備工作，晚18:00開始 正式調(diào)束，隨即在光束線熒光靶和絲掃描探測器上分別觀測到波蕩器輻射光斑和光電流，21:30分在實(shí)驗(yàn)站鈹窗出口處的電離室上探測到波蕩器輻射的5.4 keV單色光(3次諧波)，并掃描獲得該能量下單色器搖擺曲線，實(shí)現(xiàn)了首輪調(diào)束目標(biāo)。隨后，科研人員連續(xù)奮戰(zhàn)，測量了波蕩器光源3-11次諧波輻射光譜，完成Cu的近邊吸收譜的測量和單色器能量標(biāo)定，測量了微量元素標(biāo)準(zhǔn)樣品SRM610(500ppm)和SRM614(1ppm)的熒光譜。

BL15U1線站使用的真空波蕩器由中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所自行設(shè)計(jì)和研制，是國內(nèi)第一臺真空波蕩器。真空波蕩器是決定中能第三代同步輻射光源能否產(chǎn)生可與高能光源相比的硬X射線的重大關(guān)鍵設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝難度高，是集高精度磁體技術(shù)、超高真空技術(shù)、精密機(jī)械傳動和控制技術(shù)等多項(xiàng)高技術(shù)于一體的光源設(shè)備。BL15U1線站使用的這臺波蕩器共80個磁周期，周期長度25mm，采用混合型磁體結(jié)構(gòu)，最小工作磁間隙7mm，最大峰值磁場強(qiáng)度0.95T;波蕩器為真空型結(jié)構(gòu)，全部磁體和支撐梁處于超高真空環(huán)境中;機(jī)械傳動采用磁列錐度可調(diào)、雙電機(jī)驅(qū)動方案，通過控制系統(tǒng)操作實(shí)現(xiàn)上下磁列平行模式和錐度模式運(yùn)行。上海光源首批線 站使用的兩臺真空波蕩器原計(jì)劃整機(jī)從美國公司進(jìn)口，由于該公司制造工期嚴(yán)重延誤，為確保進(jìn)度，上海光源工程經(jīng)理部于2008年3月決定緊急啟動自主研制兩臺真空波蕩器的工作。工程經(jīng)理部從各相關(guān)系統(tǒng)抽調(diào)技術(shù)骨干組成項(xiàng)目組，集中力量研制，經(jīng)過設(shè)備調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)與評審、非標(biāo)設(shè)備制造和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備采購、設(shè)備總裝和調(diào)試，僅用11個月的時間就完成了國內(nèi)首臺真空波蕩器的研制，為最后工程節(jié)點(diǎn)的可控提供了保證。2009年1月28日，這臺真空波蕩器完成磁場、真空、機(jī)械與控制等性能測試，順利安裝到儲存環(huán)上;2月3日完成現(xiàn)場準(zhǔn)直、真空安裝調(diào)試、電氣安裝和聯(lián)合調(diào)試，2月4日調(diào)試出光。根據(jù)實(shí)測的輻射光譜進(jìn)行優(yōu)化后，光束線末端的探測器上已觀察到波蕩器高強(qiáng)度的11次高次諧波輻射，從實(shí)測強(qiáng)度歸算出的波蕩器相位誤差約在4度的水平，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

SSRF 產(chǎn)生的同步輻射光覆蓋從遠(yuǎn)紅外到硬X射線的寬廣波段。利用低發(fā)射度的中能強(qiáng)流電子束和國際上插入件技術(shù)發(fā)展的新成就，在用途最廣泛的X射線能區(qū)(光子能量為0.1~40 keV)產(chǎn)生高耀度和高通量的同步輻射光，使其基本性能在許多重要方面位于目前世界上正在設(shè)計(jì)和建造中的光源的前列。

時間表

建筑安裝工程: 2004年12月-2006年9月

設(shè)備加工與制造: 2005年3月-2007年11月

設(shè)備安裝與系統(tǒng)調(diào)試:2005年7月-2008年3月

調(diào)束與試運(yùn)行: 2008年4月-2009年4月

借助上海光源的光，中科院大連化學(xué)物理研究所包信和院士團(tuán)隊(duì)探索出天然氣直接轉(zhuǎn)化利用的有效方法，被德國巴斯夫集團(tuán)副總裁穆勒評價為一項(xiàng)"即將改變世界"的新技術(shù)，入選2014年"中國十大科技進(jìn)展新聞"與2014年"中國科學(xué)十大進(jìn)展";清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院顏寧教授研究組，成為世界上第一個解析出人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1的三維晶體結(jié)構(gòu)的科學(xué)家，該成果被美國科學(xué)院院士、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白研究專家羅納德贊譽(yù)為"50年以來的一項(xiàng)重大成就";中科院物理研究所丁洪研究員成功發(fā)現(xiàn)了隱藏了80余年的"幽靈粒子"--外爾費(fèi)米子，榮登歐洲2015年《物理世界》"十大突破"……截止2015年12月，上海光源首批7條線站共開機(jī)提供182123小時用戶實(shí)驗(yàn)機(jī)時，支持課題近7000個。來自365家高校、科研院所、醫(yī)院和公司的1938個研究組的12674名用戶在這里進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，已發(fā)表論文近2500篇，其中SCI 1區(qū)的文章400余篇，包括《科學(xué)》、《自然》、《細(xì)胞》等國際頂級刊物論文50余篇，取得了豐碩的成果。

性能價格比高:儲存環(huán)的能量3.5GeV，在中能區(qū)光源中能量最高，性能優(yōu)化在用途最廣的X射線能區(qū)。利用近年來插入件技術(shù)的新進(jìn)展，不僅可在光子能量為1-5keV產(chǎn)生最高耀度的同步輻射光，而且在5-20keV光譜區(qū)間可產(chǎn)生性能趨近6-8GeV高能量光源所產(chǎn)生的高耀度硬X光;

全波段:波長范圍寬，從遠(yuǎn)紅外直到硬X射線，且連續(xù)可調(diào)。利用不同波長的單色光，可揭示用其他光源無法得知的科學(xué)秘密;

高強(qiáng)度:總功率為600千瓦，是X光機(jī)的上萬倍。光通量大于1015光子/(S.10-3bw)。高強(qiáng)度和高通量為縮短實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取時間、進(jìn)行條件難以控制的實(shí)驗(yàn)以及醫(yī)學(xué)、工業(yè)應(yīng)用提供了可能;

高耀度:其耀度是最強(qiáng)的X光機(jī)的上億倍，主要光譜覆蓋區(qū)的光耀度為1017~1020光子/(S.mm2.mrad2.10-3bw)。高亮度為取得突破性科技成果提供了高空間分辨、高動量分辨和超快時間分辨的條件;

時間結(jié)構(gòu):其脈沖寬度僅為幾十皮秒，可以單束團(tuán)或多束團(tuán)模式運(yùn)行，相鄰脈沖間隔可調(diào)為幾納秒至微秒量級，能為研究化學(xué)反應(yīng)動力過程、生命過程、材料結(jié)構(gòu)變化過程和大氣環(huán)境污染過程等提供正確可信的數(shù)據(jù);

高偏振:上海光源中在電子軌道平面上放出的同步光是完全線極化的, 而離開電子軌道平面方向發(fā)射的同步光則是橢圓極化的，因而是研究具有旋光性的生物分子、藥物分子和表現(xiàn)為雙色性的磁性材料的有力工具;

準(zhǔn)相干:上海光源從插入件引出的高耀度光具有部分相干性, 為眾多前沿學(xué)科的顯微全息成像分析開辟了道路;

高穩(wěn)定性:可以提供十幾到幾十小時的穩(wěn)定束流，光束位置穩(wěn)定度僅約光斑的10%;

高效性:總共將建設(shè)近60條以上光束線和上百個實(shí)驗(yàn)站，給用戶的供光機(jī)時將超過5000小時/年，每天可容納幾百名來自海內(nèi)外不同學(xué)科領(lǐng)域或公司企業(yè)的科學(xué)家/工程師，夜以繼日地在各自的實(shí)驗(yàn)站上使用同步輻射光;

靈活性:光源可運(yùn)行于單束團(tuán)、多束團(tuán)、高通量、高亮度和窄脈沖等多種模式，可依據(jù)用戶需求快速變換運(yùn)行模式，以滿足用戶的多種需求;

前瞻性:首批光束線站的科學(xué)目標(biāo)先進(jìn)，能夠滿足中國多個學(xué)科領(lǐng)域?qū)ν捷椛鋺?yīng)用的迫切需要，并至少具有30年科學(xué)壽命。

國家的重大需求，跟國家安全密切相關(guān)的重大需求，如航天材料。

類似"上海光源"，科學(xué)人員可以揭示活體腫瘤和腦血管病的發(fā)生和發(fā)展機(jī)制，為發(fā)展重大疾病的早期診斷與治療提供關(guān)鍵理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。 非洲爆發(fā)的埃博拉病毒，就是通過我國的同步輻射光源觀測出來的

利用X光測量物質(zhì)的原子結(jié)。

·生物:對火焰的組分進(jìn)行觀察，做出定量判斷，讓生物質(zhì)能源利用得更加充分。

環(huán)境:使用波段的光模擬PM2.5的產(chǎn)生過程，可為研究空氣污染物提供最直接的方法。

"上海同步輻射光源"2004年12月25日破土開工，由中國科學(xué)院與上海市人民政府共同向國家申請建造，由中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所承建，總投資約12億元，我國迄今最大的大科學(xué)裝置"上海同步輻射光源"。在我國，第一代同步輻射光源是"北京光源"，第二代光源是合肥國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室，第三代光源就是"上海光源"。

"上海光源"發(fā)出的超強(qiáng)X光將對微觀世界的認(rèn)知帶來一場"成像革命"--它將利用比普通X光機(jī)亮上億倍、強(qiáng)百萬倍的同步輻射光對物質(zhì)進(jìn)行微觀"成像"。接近光速運(yùn)動的電子在磁場中作曲線運(yùn)動改變運(yùn)動方向時所產(chǎn)生的電磁輻射，也就是同步輻射光源。從上世紀(jì)70年代起，全球建成和在建的同步輻射光源裝置已有60余座。在國際上已經(jīng)建成的20臺第三代同步輻射光源中，"上海光源"的能量居世界第四，僅次于日本、美國、歐洲的有關(guān)設(shè)施。它還將與我國臺灣地區(qū)以及日本、韓國、印度的第三代同步輻射光源一起，形成堪與美歐媲美的亞洲光源群。與第二代合肥同步輻射光源相比，第三代"上海光源"其電子束發(fā)射度約4納米弧度，二者相差近40倍，其得到的光亮度相差約1600倍(約三個量級)。"上海光源"擁有的高強(qiáng)度、高亮度、高穩(wěn)定性等特性，可用以從事生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等多學(xué)科的前沿基礎(chǔ)研究，以及微電子、石油、醫(yī)療診斷等高技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)研究。以生命科學(xué)為例，生命科學(xué)已進(jìn)入了后基因組時代，蛋白質(zhì)科學(xué)已成為各發(fā)達(dá)國家競相搶占的制高點(diǎn)。而以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能研究為主要目標(biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究80%以上的工作需要在第三代同步輻射光源上進(jìn)行。開放共享是大科學(xué)裝置的顯著特點(diǎn)。"上海光源"具有建設(shè)60多條光束線的能力，屆時可以同時向上百個實(shí)驗(yàn)站提供從紅外光到硬X射線的各種同步輻射光，給用戶的供光機(jī)時將超過5000小時/年。目前，首批7條光束線與實(shí)驗(yàn)站全部完成安裝和調(diào)試，所有60多條光束線計(jì)劃在未來15年內(nèi)完成安裝調(diào)試。"上海光源"已收到全國78所大學(xué)的301份使用申請，共計(jì)2868個機(jī)時段23000個小時。如此大規(guī)模的申請，恐怕將'上海光源'明年的機(jī)時量排進(jìn)去都不夠。