上海光源这十年

上海光源实验馆上海光源科学中心

■本报记者胡、黄欣

在上海浦东，有一座建筑的整体结构类似于“鹦鹉螺”。目前，上海光源作为世界上性能最好的第三代同步辐射光源之一，已经在这里“服务”科研十年了。

最近，同步辐射前沿发展和上海光源开放十周年学术论坛在上海举行。“上海光源在推动中国传统化学工业的重大科技进步方面发挥了重要作用。”上海光源用户委员会主任鲍新河院士表示，他希望上海光源成为未来世界上最强的光源。

十年来，SSRF支持中国科学家在许多学科领域进行创新和突破，成为中国用户最多的科学仪器，也成为中国科技界的典型代表。

超过2万名用户吸引了国内外顶尖科学家

2004年12月25日，由中国科学院和上海市人民*共同提出建设、中国科学院上海应用物理研究所(以下简称上海应用物理研究所)建设的上海光源破土动工。

2009年5月6日，上海光源正式向用户开放，中国加入了世界级的同步辐射“俱乐部”。上海光源由一个150兆电子伏的直线加速器、一个全能量助推器、一个3.5千兆电子伏的电子储存环和一个束线站组成。目前，15条束线和19个实验站向用户开放。

当它第一次开放时，在上海光源之前有三个挑战。

“首先，它能否长期稳定可靠地运行，其运行性能处于什么水平？其次，它是否有足够的用户，用户分布是否合理？第三，它能产生足够的结果吗？结果的水平和影响是什么？”上海光源科学中心主任赵告诉《中国科学日报》。

经过十年的不懈努力，上海光源给出了这个问题的答案——

该设备每年启动约7000小时，其中实验用光约为5500小时。在运行过程中，装置运行稳定高效，性能不断提高。加速器启动率、平均无故障运行时间间隔、平均无故障修复时间等主要运行指标均处于同类装置的国际先进水平。

经过10年的运营，上海光源已经为用户提供了超过34万小时的实验设备。近13，000个主题通过了专家评审，用户遍布全国和海外。

这个数字在项目启动时完全出乎意料。据时任上海光源一期项目经理、上海吴颖研究所所长许介绍，在项目启动前，有必要报告预计的初始用户数量。他们给出了300的“乐观估计”。

事实上，在运营的一年内，上海照明迎来了第1000个用户。“截至今年4月底，上海共有518个光源用户，24684个用户。”上海光源科学中心副主任泰介绍。

上海光源在我国聚集了一批相对稳定的高水平同步辐射用户。对上海光源的需求非常强劲，对实验机器的需求“供不应求”。“项目申请合格率约为55%，只能满足国内用户需求的1/4。”泰任重说。

上海光源是目前中国用户最多的科学仪器和公共实验平台。

上海光源自开放以来，一直规范国际一流的光源设施，改进设备性能、实验方法和关键技术，建立和完善系统，不断提高管理和服务水平，保证了上海光源的稳定运行和高效输出赵对说道。

2015年7月，中科院院长、党委书记白春礼在调研时，对上海光源的高效运行和对外开放给予了高度评价。他指出，上海光源自开放以来，一直秉承高效运作、优质服务的理念，取得了一系列显著成效。

丰富的产出促进多学科快速发展

在上海光源开放之前，中国科学家只能借用欧美第三代同步辐射装置的“光”，这使得他们很难展示自己的技术。十年来，上海光源就像一个多用户的超级显微镜和一盏为科学家照亮微观世界的“神灯”。

2014年，结构生物学家颜宁利用上海光源成功破解了生命科学领域的“蛋白质难题”。分析了人葡萄糖转运蛋白GLUT1的结构和工作机理。

之前，她和她的学生去日本光源收集实验数据。除了运送蛋白质晶体样本的困难，他们在申请实验机器时还得“国际”排队。家里有科学仪器要方便得多。特别是在蛋白质结构研究的冲刺阶段，上海光源为这一成果提供了积极的支持，赢得了宝贵的时间。

“在上海光源开放之前，只有99种蛋白质晶体结构由国内设备分析。上海光源开放十年后，这个数字达到了3775。”上海光源用户负责人何建华给出了这样一组数据。

上海怀斯化学研究有限公司的研究人员也有同感。该公司最初不得不依赖澳大利亚同步辐射源，每批货物的成本高达1，500至3，000美元。"有了上海光源，我们的成本大大降低了."项目负责人刘景贤说。

在上海光源的帮助下，中国科学院物理研究所的研究员丁洪的团队发现了已经隐藏了80多年的威尔费米子。中科院大连化学物理研究所鲍新河院士团队实现了甲烷的绿色高效转化。中国疾病预防控制中心高福院士团队揭示了禽流感、埃博拉等多种流行性病毒的感染机制。

在技术研究和工业高技术研发方面也有很长的成绩单:高性能纤维技术的改进服务于相关行业，高性能铜合金连铸凝固过程的电磁控制技术已应用于京沪高速铁路接触线的制造，基于上海光源实验数据开发的各种新药已进入临床试验...

目前，已有60家企业利用上海光源开展技术和产品开发，涉及制药、能源、日化、技术鉴定等行业。，取得了良好的效果和效益。

高效用户结果的输出背后是上海光源不断提高其运行和服务水平、改善其设备性能和开发同步辐射实验方法的努力。

近十年来，上海光源开展了基于设施的加速器改进和同步辐射实验方法及应用研究，实现了恒流运行、快速跟踪反馈、工作点反馈、注入模式和束流打包模式控制等。我们克服了许多新的波动器和数字测量和控制技术，开发了一系列实验方法，包括红外、软X射线和硬X射线波段的衍射、散射、光谱学和成像，以及一些原位实验技术。

第二阶段的建设正在加紧进行，预计将不断产生重大成果。

赵说，上海光源凝聚了我国几代科学家在相关领域的心血。它的成就来之不易。它离不开中国科学院和上海市的坚强领导和坚强组织，离不开上海应用物理研究所30年来的辛勤工作和奉献。它离不开国内外科研机构的无私帮助和广大用户的支持。

“中国科学院对上海光源重大科技基础设施的建设和运行以及四类机构的改革给予了全方位的大力支持。20世纪90年代以来，上海应用物理研究所把上海光源的建设和发展作为重中之重。是整个研究所在科研、管理、支持和服务方面的长期努力和努力创造了今天的上海光源。”他说。

未来十年，上海光源束线站将进入基本饱和状态，实现完整的实验手段和能力，支持用户不断产生重要成果。

借助上海建设具有全球影响力的科技中心的东风，张江科技城核心区也迎来了大型科技设备集群建设的高潮，上海光源未来的蓝图也正在慢慢展开。

上海光源线站工程(上海光源二期工程)于2016年11月正式开工。x光通用光谱仪线站已经安装，并将于今年投入使用。据估计，到2022年，大约35条束线和60个实验站将投入使用。届时，上海光源每年将接收10，000多名用户。

上海光源还将与正在建设中的软X射线*电子激光装置、硬X射线*电子激光装置和超强超短激光装置共同组成一个先进的光子科学研究中心。

上海光源二期建成投产后，支持和解决重大前沿科学和关键技术问题的能力将迈上一个新台阶，也将是未来5-7年中国最具竞争力的同步辐射光源上海光源二期工程科委副主任陈森宇院士说。

《中国科学日报》(2019-05-13第4版综合)