同步輻射光源以其特有的高亮度,高準(zhǔn)直性、良好的相干特性、以及從遠(yuǎn)紅外到硬X射線范圍的連續(xù)光譜等性質(zhì),被廣泛用于生命科學(xué),環(huán)境科學(xué),凝聚態(tài)物理和材料科學(xué)等領(lǐng)域,成為當(dāng)今世界上能同時用于基礎(chǔ)科學(xué)研究,應(yīng)用研究和高技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)的一種先進(jìn)的不可替代的光源。
北京同步輻射裝置(BSRF)是一個多學(xué)科的大型實驗平臺,它為我國眾多科研領(lǐng)域的研究工作提供強(qiáng)有力的實驗手段。
BSRF于1990年開始對外開放,已成功運(yùn)行了24年,為全國的科研工作者提供了大量的實驗機(jī)時。經(jīng)過配合BEPCII建設(shè)的改造工作, BSRF的性能有了大幅度的提高。目前BSRF建有3個實驗大廳、5個插入件、14條光束線以及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射線成像站、4W1B-X射線熒光微分析站、4W2-高壓站、4B8-真空紫外站、4B7A中能站、4B7B-軟X光站、4B9A-衍射站、4B9B-光電子能譜站等14個實驗站?! ?/p>
BSRF每年為用戶提供不少于3個月的專用光機(jī)時。每年接待來自大學(xué)、中國科學(xué)院和各部委研究所等100多個單位的用戶來進(jìn)行500多個實驗。他們利用BSRF開展高水平的科學(xué)研究工作,研究內(nèi)容涉及材料科學(xué)、凝聚態(tài)物理、化學(xué)、化工、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、地礦、資源、環(huán)境科學(xué)、微電子和微機(jī)械技術(shù)等不同的學(xué)科和領(lǐng)域,取得了一大批重要的科研成果。BSRF已成為對外開放的大型公用科學(xué)設(shè)施和多學(xué)科研究的重要基地。
SARS病毒主蛋白酶3CLMpro及抑制劑的復(fù)合物結(jié)構(gòu)
菠菜捕光膜蛋白3D結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)了第三種光合作用膜蛋白結(jié)構(gòu),它的部分結(jié)構(gòu)衍射數(shù)據(jù)是在BSRF獲得的
上海血液學(xué)研究所、醫(yī)學(xué)基因組學(xué)國家重點實驗室在1W1B-XAFS實驗站利用BioXAS方法,成功揭示了砷劑治療急性早幼粒細(xì)胞性白血病的分子機(jī)理
BSRF工作人員提出X射線相位襯度成像普及應(yīng)用解決方案,圖為低劑量、快速X射線相位CT實驗結(jié)果,樣品為大鼠爪
北京同步輻射裝置的發(fā)展主要經(jīng)過4個階段:
第一階段是北京同步輻射裝置建設(shè)階段。一期工程中,在儲存環(huán)外圍建設(shè)了12號和13號兩個實驗大廳,建成了三個前端區(qū)和三條光束線,分別是4W1成像站、4B9衍射站和3B1LIGA實驗站。1989年12月8日,北京正負(fù)電子對撞機(jī)同步輻射裝置通過國家鑒定。 由29位專家組成的鑒定委員會認(rèn)為,北京正負(fù)電子對撞機(jī)同步輻射裝置開始投入運(yùn)行,為自然科學(xué)研究、技術(shù)科學(xué)發(fā)展和工業(yè)應(yīng)用提供了良好的條件,必將對促進(jìn)各學(xué)科的相互滲透和對諸多領(lǐng)域?qū)W科的發(fā)展帶來巨大的推動。此后三年中又陸續(xù)建設(shè)了3條光束線和8個實驗站。
第二階段是八五改進(jìn)項目。1993年中科院決定緩建“北京同步輻射科學(xué)中心”,將原定投資調(diào)整為BEPC/BES/BSRF的改進(jìn)提高。BSRF改進(jìn)的重點放在永磁插入件的研制、光束光學(xué)研究和建立新的實驗方法上。八五改進(jìn)提高項目正式啟動。1994年6月“七五”建設(shè)的最后一個項目——4W1C光束線和漫散射實驗站通過BEPC國家實驗室組織專家進(jìn)行的測試鑒定,正式對用戶開放。同年BSRF年提出的有關(guān)在我國建設(shè)一臺第三代同步輻射光源的建議得到了科學(xué)界和社會的廣泛關(guān)注。中科院委托BEPC國家實驗室開展可行性調(diào)研工作,經(jīng)過組織廣泛的專家討論會和光源專題研討會,完成了第三代光源的初步研究。1997年11月3W1磁鐵調(diào)束出光,宣布我國第一臺用于同步輻射光源的永磁扭擺器建設(shè)成功。通過3W1永磁扭擺器,引出了兩條光束線3W1A和3W1B。建成了4個相應(yīng)的實驗站即微機(jī)械加工實驗站、微束熒光分析實驗站、高壓實驗站和軟X射線應(yīng)用實驗站,并于1997年年底投入運(yùn)行。
第三階段是1999年開始的重大改造項目。1999年在國務(wù)院和中國科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和支持下,北京正負(fù)電子對撞機(jī)(BEPC)獲得連續(xù)3年的技術(shù)改造經(jīng)費。BSRF重大改造項目隨即啟動。
在本次改造項目中新建了1W1永磁wiggler光源并引出1W1A漫散射實驗站和1W1B吸收譜學(xué)實驗站;新建了4W2真空盒內(nèi)永磁wiggler光源并新建高壓光束線與實驗站;同時將原有3W1A光束線改造成生物大分子晶體學(xué)光束線與實驗站,這是我國首條專用于生物大分子晶體結(jié)構(gòu)研究并滿足開展多波長異常衍射實驗需求的光束線站。到2003年,新建束線與實驗站投入使用,BSRF的實驗站數(shù)目由原來的11個增加到13個。
第四階段是2004年啟動的BEPCII工程項目。在該階段的改造工作中,新建了15號實驗大廳,新建了1W2永磁wiggler光源以及引出的兩條光束線與實驗站——1W2A小角散射線站和1W2B第二條生物大分子晶體學(xué)線站;新建了2個前端區(qū),搬遷了1個前端區(qū),改造了4個前端區(qū);中能X射線實驗站與VUV實驗站從13號實驗大廳搬遷到12號實驗大廳,以滿足兼用模式應(yīng)用的需求;4B9A衍射站、4B9B光電子站以及4W1A形貌站和4W1B熒光站進(jìn)行了相應(yīng)的改造。
北京同步輻射裝置實驗大廳