同步輻射

什么是同步輻射？

同步輻射（synchrotronradiation）

同步輻射是速度接近光速（v≈c）的帶電粒子在磁場(chǎng)中沿弧形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)放出的電磁輻射，由于它最初是在同步加速器上觀察到的，便又被稱為“同步輻射”或“同步加速器輻射”。同步輻射的特點(diǎn)高亮度：同步輻射的亮度比最強(qiáng)的X光管特征線亮度強(qiáng)萬(wàn)倍以上。用X光機(jī)拍攝一幅晶體缺陷照片，通常需要7-15天的感光時(shí)間，而利用同步輻射光源只需要幾秒。寬波譜：覆蓋了紅外、可見、紫外和X光波段,是目前唯一能覆蓋這樣寬的頻譜范圍又能得到高亮度的光源。利用單色器可以隨意選擇所需要的波長(zhǎng),進(jìn)行單色光的實(shí)驗(yàn)。高準(zhǔn)直：同步輻射的發(fā)射度極小,準(zhǔn)直性可以與激光相媲美。脈沖性：電子在環(huán)行軌道中的分布不是連續(xù)的，是一團(tuán)一團(tuán)的電子束作回旋運(yùn)動(dòng)，也即，同步輻射是脈沖光源，脈沖的寬度為100皮秒量級(jí)，脈沖間隔為微秒或亞微米量級(jí)。同步輻射具有時(shí)間結(jié)構(gòu)。偏振性：同步輻射具有線偏振和圓偏振性，可用來(lái)研究樣品中特定參數(shù)的取向問題。同步輻射的應(yīng)用

同步輻射已在基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)和工藝學(xué)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。醫(yī)學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)光刻技術(shù)近代生物學(xué)固體物理學(xué)

可用于腫瘤的診斷和治療如測(cè)定血液內(nèi)一些元素的含量、血管造影、診斷人體內(nèi)各種腫瘤和進(jìn)行微型手術(shù)以除去人體特殊部位的一些異常分子等。北京同步輻射裝置4W1A光束線形貌學(xué)實(shí)驗(yàn)站上能量為24keV的X射線拍攝的肝樣品圖像

可用于測(cè)定原子的配位結(jié)構(gòu)、大分子之間的化學(xué)鍵參數(shù)等，如對(duì)催化劑、金屬酶的結(jié)構(gòu)測(cè)定。晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

由于衍射效應(yīng)，普遍采用的紫外線光刻的最小線寬約2微米，而同步輻射光近似平行光束,用于光刻時(shí)其線寬可降至20埃，使分辨率提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)；這對(duì)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和光通信技術(shù)等意義重大。

測(cè)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),通過(guò)X射線小角散射可研究蛋白質(zhì)生理活動(dòng)過(guò)程和神經(jīng)作用過(guò)程等的動(dòng)態(tài)變化，通過(guò)X射線熒光分析可測(cè)定生物樣品中原子的種類和含量。

可用于研究固體的電子狀態(tài)、固體的結(jié)構(gòu)、激發(fā)態(tài)壽命及晶體的生長(zhǎng)和固體的損壞等動(dòng)態(tài)過(guò)程。世界同步輻射光源匯總

世界同步輻射光源分布圖日本大型同步輻射光源SPring-8世界上能量最高的第三代同步輻射光源日本大型同步輻射設(shè)施SPring-8位于日本列島中央兵庫(kù)縣的播磨科學(xué)花園城（HarimaScienceGardenCity,Hyogo），是世界上能量最高的第三代同步輻射光源。它的英文名稱SPring-8（SuperPhotonring-8），意為“8GeV的超級(jí)光子環(huán)”，即輸出功率8千兆電子伏。上海同步輻射光源

我國(guó)迄今最大的重大科學(xué)工程——上海同步輻射光源于2010年1月19日在上海通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。此舉標(biāo)志著中國(guó)這一性能指標(biāo)達(dá)到世界一流的中能第三代同步輻射光源，正式對(duì)科研用戶開放?！吧虾９庠础卑l(fā)出的超強(qiáng)Ｘ光將對(duì)微觀世界的認(rèn)知帶來(lái)一場(chǎng)“成像革命”——它將利用比普通Ｘ光機(jī)亮上億倍、強(qiáng)百萬(wàn)倍的同步輻射光對(duì)物質(zhì)進(jìn)行微觀“成像”。接近光速運(yùn)動(dòng)的電子在磁場(chǎng)中作曲線運(yùn)動(dòng)改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)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(guó)際上已經(jīng)建成的20臺(tái)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(guó)、歐洲的有關(guān)設(shè)施。它還將與我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)以及日本、韓國(guó)、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(gè)量級(jí)）?！吧虾９庠础睋碛械母邚?qiáng)度、高亮度、高穩(wěn)定性等特性，可