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“北京先进光源初步方案暨用户交流会”在高能所召开


“北京先进光源初步方案暨用户交流会”于1月5日在高能所召开,来自科学院部分研究所的专家参加了会议。

高能所陈和生所长首先致欢迎辞。他在讲话中指出,随着中国科研事业的发展,仅仅一个上海光源是不能满足用户的需求的。而且北京地区有大量的研究所和高校,研究实力雄厚,对先进光源的需求十分强烈,院领导也对北京新光源的建设态度积极。我们要积极推动新光源的立项,争取在“十二五”中后期开始建设,用五年时间建成,在“十三五”中后期投入使用。

科学院基础局黄敏处长通报了北京综合研究中心的筹备情况。科学院计划在北京、上海、合肥、广东、兰州建设五个综合研究中心。现在其余的四个研究中心都有不同程度的落实,而最有研究实力,需求最强烈的北京地区却一直没有得到落实。近期,科学院党组已经原则同意启动北京综合研究中心的规划。这个中心将采用顶层设计的思路建设,而其它四个中心基本上是根据现有设施进行拓展的。北京综合研究中心的核心设施之一就是北京新光源,希望能够尽早明确新光源的科学需求,根据需求建设合适的光源。

科学院计划局郑晓年处长指出,新光源的立项准备工作必须充分阐明三个问题:1)一定要理清新光源和上海光源的用户群之间的关系。2)北京、上海与合肥现有光源和新光源之间的关系。3)新光源技术方案的成熟度。这三个问题必须要认真面对,要有明确的答案,需要认真研讨。

高能所姜晓明副所长报告了前期北京综合研究中心的筹备情况。北京综合研究中心将是一个由几个大装置和数个研究中心组成的大型科研基地,可能的大科学装置包括衍射极限光源、极端条件平台、成像研究中心和大型计算平台等,结合蛋白质、纳米技术等其他研究中心,将成为我国基础研究的“超级航母”,成为我国未来科学技术研究领域具有战略意义的创新基地。目前北京市政府表示了积极的合作意愿,北京综合研究中心拟落户怀柔雁栖湖工业园区。目前当务之急是明确作为基地主力设施的北京先进光源的科学定位和设计指标,争取“十二五”立项。

高能所徐刚研究员报告了3GeV衍射极限储存环的设计方案。与第三代光源相比较,这个储存环的发射度由4nmrad降低到0.6nmrad,亮度由1020提高到1022,脉冲长度由13ps缩短到3ps,增强器还可以提供1ps的脉冲。除了部分技术需要开展预研之外,建造此光源所需的技术基本成熟。此外,徐刚还介绍了5GeV光源的初步方案。

物理所吕力研究员和高能所魏龙研究员分别报告了极端条件平台和成像中心的建设计划,以及对新光源的需求。

生态中心潘刚研究员、山西煤化所王建国研究员、国家纳米中心王琛研究员、微电子所刘明研究员、九院毕延研究员、地理所陈同斌研究员、长春应化所门永峰研究员分别介绍了水资源修复研究、催化、纳米、微电子、工程物理、小角散射等领域研究对新光源的需求。除了对光强、发射度、聚焦尺寸等要求外,各个领域的研究还要求实验站上必须具备原位、动态的实验手段。很多前沿的研究需要和实验站密切配合,并且会利用到极端条件、大型计算、成像等平台的条件。因此光源和其他设施的有机配置,以及光源上研究人员的密切配合,是在北京综合研究中心做出前沿科学创新研究成果的必要条件。潘刚研究员和陈同斌研究员还分别提出了依托北京光源建设分子环境科学研究中心、环境与生物过程综合研究平台的建议。

物理所丁洪研究员介绍了国外一些同步辐射装置负责人对中国建设新光源的建议。美国BNL-NSLS的主任高济昌博士和法国ESRF的主任Francesco Sette都提出建议,中国下一个新光源的能量应该选择在5GeV左右。选择比较高的能量,一方面可以和国内现有的光源(上海3.5GeV,合肥0.8GeV)在能量上互补,弥补国内高能量光源的不足,另一方面可以提供很强的硬X射线强度,对于材料研究和工业应用更加有利。此外,5GeV光源未来还有升级到第四代ERL光源的可能性。对于中国这样的大国,在大科学装置的布局上要有广度,各个领域都要考虑到。因此,丁洪研究员强烈建议北京先进光源选择5GeV的设计方案。

高能所董宇辉研究员报告了新光源可能在科学上产生的突破,以及可能遇到的困难。目前科学的发展已经到了一个接近“相变”的临界状态,储存环性能的重要改进,特别是能提供1nmrad的发射度,就可以使得目前的实验技术发生质的飞跃,并能产生一些以前不能想象的实验手段,极大地推动各个学科的研究发展。

报告之后,与会专家就北京综合研究中心以及新光源的科学意义、性能指标、主要研究定位等问题进行了热烈和深入的讨论。

与会专家一致认为,在北京建设一台性能先进的同步辐射光源是绝对必要的,希望建设的启动时间越早越好。目前在上海光源即将建成的时候,如何突出北京新光源建设的必要性,是决定这个项目能否顺利立项的关键。一定要突出新光源在国家科研体系建设、国家重大需求等方面不可替代的重要支撑作用,才能得到国家的支持。 在北京先进光源方案的选择上,一定要有大国意识,眼界要放远一些。不仅要面对当前,更要着眼未来10年后我国科学技术和国家实力的发展水平来考虑和明确新光源的科学目标、定位以及用户要求,提出具体可行的设计方案。 专家们一致认为,5GeV能量的先进光源将是一个具有相当前瞻考虑的可选方案。

此外,专家们提出新光源的建设思路和以往的大科学装置要有不同。新光源不能仅仅充当测试中心的角色。拿着样品去测试一下,这样的研究方式是不可能解决前沿的科学问题的。要把光源作为一个解决前沿科学问题的工具和基地,要与其它设施紧密结合,共同攻克前沿科学问题。

与会专家一致建议高能所应该尽快组织人员开展深入调研,结合用户研讨,明确新光源的科学目标和定位、新光源在解决前沿科学问题和国家重大需求中不可替代的作用、新光源与现有光源的关系、新光源和基地其他设施的结合等问题,落实新光源的设计方案,推动北京先进光源的立项。

(多学科中心 供稿)

 

 

 

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