國際上大科學(xué)裝置的發(fā)展情況

1、附件四、國際上大科學(xué)裝置的發(fā)展情況 附件四、國際上大科學(xué)裝置的發(fā)展情況編者按： 編者按：此附件按照三種類別，收集了國際上部分大科學(xué)裝置的發(fā)展情況。主要調(diào)查的是我國已有的，或正在考慮發(fā)展的同類裝置。一、公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 一、公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái) （一）同步輻射（SR）裝置 自上一個(gè)世紀(jì)七十年代出現(xiàn)以來，同步輻射裝置經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段（相應(yīng)的裝置分別被稱為第一代、第二代和第三代裝置），發(fā)展非常迅速。同步輻射已成為許多前沿研究領(lǐng)域必不可少的研究手段，并在

2、眾多學(xué)科的前沿研究領(lǐng)域不斷產(chǎn)生出激動(dòng)人心的創(chuàng)新性研究成果。根據(jù)美國能源部 1997 的調(diào)查，早期建成的兩個(gè)同步輻射光源NSLS 和 SSRL，從 1990 年到 1996 年，用戶共發(fā)表文章 5284 篇，其中在 PRL、Science 和 Nature 發(fā)表 433篇。歐洲的同步輻射光源 ESRF 在建成后的第 4 年，即 2001 年一年，就在上述三種雜志上發(fā)表文章 81 篇。隨著各學(xué)科研究對(duì)先進(jìn)研究手段的需求的增長(zhǎng)及同步輻射技術(shù)的

3、傳播，同步輻射用戶群在迅速擴(kuò)大，美國能源部 1997年調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示，1990 年上述兩個(gè)裝置的用戶為 1642，1997 年，在兩個(gè)新裝置剛建成不久，四個(gè)裝置上的用戶即增加到 4500。我們最近收集到的數(shù)據(jù)表明，這個(gè)數(shù)目現(xiàn)在已增加到 7300 左右。上述情況強(qiáng)勁地推動(dòng)了光源技術(shù)的發(fā)展和新裝置的建設(shè)，繼 APS、ALS、ESRF、SPring-8 等三代光源建成之后，目前世界各地又有近十臺(tái)同步輻射光源正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)中。頗具啟發(fā)性的是

4、許多發(fā)展中國家，甚至欠發(fā)達(dá)國家，認(rèn)識(shí)到這種平臺(tái)形裝置對(duì)于發(fā)展國家科學(xué)技術(shù)的重要性，也在建設(shè)同步輻射裝置?，F(xiàn)在，全世界在運(yùn)行的裝置(=)有 41 臺(tái)，正在建造中的(n)有5 臺(tái)，計(jì)劃建設(shè)的(p)還有 5 臺(tái)。1．美國: 8 個(gè)運(yùn)行裝置=APS (Advanced Photon Source), Lawrence Berkeley Nat. Lab. (LBNL), Argonne. =ALS (Advanced Light Source)

5、, Argonne Nat. Lab. (ANL), Berkeley. =NSLS (National Synchrotron Light Source), Brookhaven Nat. Lab. (BNL), Upton. =SSRL (Stanford Synchrotron Radiation Laboratory), Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), Stanford. =

6、CAMD (Center for Advanced Microstructures and Devices),Louisiana State University (LSU), Baton Rouge.=CHESS (Cornell High Energy Synchrotron Source), Cornell University, Ithaca. =SURF (Synchrotron Ultraviolet Radiation F

7、acility),National Institute of Standards and Technology (NIST), Gaithersburg. =SRC (Synchrotron Radiation Center), University of Wisconsin，Madison 2．加拿大: 1 個(gè)在建裝置n CLS (Canadian Light Source), University of Saskatchewan,

8、Saskatoon, 3．日本：10 個(gè)運(yùn)行裝置，4 個(gè)計(jì)劃中 = Spring-8 (Super Photon Ring - 8 GeV), Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)，Nishi-Harima. = PF (Photon Factory)，High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsuk

9、uba. = UVSOR Facility, Institute for Molecular Science (IMS ), Okazaki. = HiSOR (Hiroshima Synchrotron Radiation Center), Hiroshima University. = Rits SR，Ritsumeikan University，Kusatsu. = NIJI-II, NIJI-IV, TERAS (Electro

10、n Linac Facility)，National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tsukuba. = NewSUBARU, Himeji Institute of Technology (HIT)，Nishi-Harima. = DAFNE，F(xiàn)rascati National Laboratory (LNF)，Italian Natio

11、nal Institute for Nuclear Physics (INFN)，F(xiàn)rascati 13．瑞典：1 個(gè)運(yùn)行裝置= MAX-I，MAX-II，MAX-lab., Lund University, Lund. 14．丹麥：一個(gè)運(yùn)行裝置= ASTRID，Institute for Storage Ring Facilities University of Aarhus (ISA). 15．西班牙：一個(gè)在建裝置n LLS (Sy

12、nchrotron Light Laboratory)，Barcelona16．瑞士：一個(gè)運(yùn)行裝置= SLS (Swiss Light Source), Paul Scherrer Institute (PSI)，Villigen. 17．俄羅斯：2 運(yùn)行裝置= KSRS (Kurchatov Synchrotron Radiation Source), Kurchatov Institute，Moscow. = SSRC (Siber

13、ian SR Centre), Budker Institute of Nuclear Physics (BINP), Siberian Branchof Russian Academy of Sciences (RAS)，Novosibirsk. 18．澳大利亞：1 個(gè)在建裝置n Boomerang , Australian Nuclear Science and Technology Organisation (ANSTO) 19．

14、巴西：1 個(gè)運(yùn)行裝置 = LNLS (National Synchrotron Light Laboratory)，Campinas 20．中東十四國聯(lián)合：1 個(gè)在建裝置（BESSY 退役裝置） n SESAME (Synchrotron-light for Experimental Science and Applications in the Middle East)，Allan, Jordan.我國大陸現(xiàn)有兩臺(tái)同步輻射裝置。北京同

15、步輻射裝置（BSRF）寄生于北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)，每年有三個(gè)月左右的專用運(yùn)行時(shí)間，開展 300 個(gè)左右實(shí)驗(yàn)。合肥國家同步輻射裝置（NSRL）是一個(gè)第二代裝置。這兩個(gè)裝置的性能和規(guī)模都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求。社會(huì)各方面正在積極推動(dòng)第三代的上海光源（SSRS）的建設(shè)。（二）自由電子激光（FEL）裝置 紅外波段的 FEL 技術(shù)從七十年代開始發(fā)展，開始的研究目標(biāo)是激光武器，現(xiàn)在全世界已有 10 臺(tái)在此過程中發(fā)展起來的裝置轉(zhuǎn)向應(yīng)用，成為

16、多學(xué)科的公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，還有許多裝置正處于這種轉(zhuǎn)移的階段。上世紀(jì)九十年代以來，F(xiàn)EL 技術(shù)飛速發(fā)展，開始出現(xiàn)短波長(zhǎng)、高亮度、短脈沖、高相干性的 FEL。這種 FEL 現(xiàn)在被公認(rèn)為第四代光源。與同步輻射比較，它的峰值亮度高出 10 個(gè)數(shù)量級(jí)，平均亮度高出幾個(gè)量級(jí)，脈沖寬度由一百 ps 量級(jí)縮短到亞ps 量級(jí)。它的出現(xiàn)，為許多學(xué)科開辟了一些具有重大意義的全新研究領(lǐng)域，受到科學(xué)界和政府部門的高度重視，目前美、德、日、法等國都在發(fā)展這種裝置。 1

17、．已成為用戶裝置的紅外 FEL 裝置（10 臺(tái)）=iFEL (Osaka, Japan) =Duke University Free electron Laser Laboratory (US) = Vanderbilt University Free Electron Laser Center (US) = FELIX - FOM (Rijnhuizen, Netherlands) = Stanford Picosecond FEL