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2021年03月02日
【合肥晚报】新中国第一个国家实验室合肥建

国家同步辐射实验室外景

国家同步辐射实验室奠基典礼

在中国科大西区,有一个国家同步辐射实验室,它是1989年正式建成并投入使用的。要说起这个实验室,那可是大有来头——它是新中国第一个国家实验室,为我国打开多领域科学探索提供了强大的平台支撑。

为何要建实验室

提到中国科大的国家同步辐射实验室,对于大多数市民来说,第一感觉除了“高大上”之外,就是有点“懵圈”——同步辐射到底是个啥呢?其实,同步辐射是一种强度大、亮度高、频谱连续、方向性及偏振性好、有脉冲时间结构和洁净真空环境的优异的新型光源,可广泛应用于物理、化学、材料科学、生命科学、信息科学、力学、地学、医学、药学、农学、环境保护、计量科学、光刻和超微细加工等众多基础研究和应用研究领域。

据相关档案记载,早在中国科大1970年从北京南迁到合肥后,便提出了要建设同步辐射实验室的构想,目的是为国家在基础科学领域的研究提供平台。不过当时世界上也只有两三台同类的同步辐射设施,要想在当时的中国把构想变为现实,难度可想而知。

但随着1978年全国科学大会的召开,科技事业迎来了发展的春天,建设同步辐射实验室也被正式提上了日程,并且在1978年春,中科院决定成立以中国科学技术大学为主的同步辐射加速器筹备组,当年3月就在合肥召开了第一次筹备工作会议,讨论了我国建造电子同步辐射加速器的初步方案。这可以说是我国同步辐射事业的起步。

而在1977年,同步辐射实验室建设就列入了全国科技发展规划,并且各项前期工作都在有序开展。这一点,在合肥市档案馆馆藏的一份1983年11月28日的《合肥同步辐射实验室前期准备工作情况汇报》的档案中就有所体现。

“合肥同步辐射实验室1977年底就列入全国自然科学规划。1981年7月工艺设备预制研究项目全部完成,物理设计也已完成,这项工作全部是由科技大学同步辐射实验室小组自己设计与加工的。”《情况汇报》中这样写道,“同年10月24日至28日,科学院在合肥召开‘合肥同步辐射装置和物理设计审定会’,经讨论后认为‘合肥同步辐射装置’已基本具备进入工程的条件。”

不仅如此,在1982年5月4日,中科院还专门在合肥召开了“合肥同步辐射实验室计划任务书审定会”,对此项目的可行性、整体方案、建设规模、投资估算、工程进度安排等进行全面的审查,认为此项目建设的条件已基本成熟。这足见国家相关部门对此项目的重视程度。于是在1982年10月27日,中科院向国家计委提出“报送科技大学新建电子同步辐射加速器实验室的设计任务书”,1983年4月8日,国家计划委员会就批准了这一项目。新中国第一个国家实验室由此正式步入建设征程。

实验室的巨大作用

那么,肯定有不少人要问,作为新中国第一个国家实验室,国家同步辐射实验室到底有什么大作用呢?

前文我们说过,同步辐射是一种新型光源,具有频谱宽且平滑连续、可准确计算、强度高等许多优异特性,可应用于众多基础研究和应用研究领域。在世界上各种大型研究设施中,首推同步辐射应用面最广。而国家同步辐射实验室辐射光源是一台能量为800MeV、特征波长为2.4mm、以真空紫外和软X射线为主的专用光源。“同步辐射就是探索微观世界的‘眼睛’,每引出一束同步辐射光,就可照亮一个学科领域。”有科学家这样形象地比喻道。

据一些公开的资料显示,国家同步辐射实验室现建有X射线光刻、红外与远红外、高空间分辨X射线成像、X射线衍射与散射、扩展X光吸收精细结构、燃烧、X射线显微术、原子与分子物理、真空紫外分析、表面物理、软X射线磁性圆二色、光电子能谱、真空紫外光谱、光声与真空紫外圆二色光谱、光谱辐射标准与计量等15条光束线和相应的实验站。而这些,解决了先进功能材料、能源与环境、生命科学等领域一系列重要科学问题,并在航空发动机燃烧、煤化工能源转化、先进薄膜材料、大光栅技术和标准探测器定标与传递等领域做出了诸多开创性的研究工作。据了解,国家同步辐射实验室建成的30年中,国内外用户超过18000人次,做出了很多重要科研成果。

2017年,合肥成为继上海之后全国第二个综合性国家科学中心。而伴随着合肥综合性国家科学中心的建设,安徽又在推进国家同步辐射实验室中第四代先进光源大科学装置的建设,以便为抢占国际前沿科技高地提供平台支撑。

世界一流实验室这样建成

据相关史料记载,和当年全力支持中国科大南迁合肥一样,安徽省和合肥市对同步辐射实验室的建设也是大力支持的。1982年9月22日,安徽省人民政府曾专门发文,就中国科技大学新校区及电子同步辐射实验室选址等问题进行了批复,“……经研究,同意你校新校区按照合肥市规划,选在该市黄山路以南、合作化路以东、望江路生活区以北、肥西路以西地区,电子同步辐射实验室亦在该地区建设……请合肥市人民政府办理土地征用手续。”

有了多方的支持和中国科大人的不懈努力,1989年,合肥国家同步辐射实验室正式建成并投入使用。这不仅是新中国第一个国家实验室,更让我们自豪的是,实验室的总投资不到国外同类装置的十分之一,但达到了国际上同类加速器的先进水平。这大大促进了中国的科研步伐。

当然,在这些巨大成就的背后,是许多科学家及相关人员默默无闻的付出,和无数次攻克多个关键技术难题的结果。我们都知道,当时我们国家工业基础还比较落后,而同步辐射实验室的这种加速器在我国更没人做过,一切都要靠自己摸索、研究,据当年参与实验室建设的老师们回忆说,在开始几年的预研制过程中,中国自己建造的最大加速器只是3米长的30MeV电子直线加速器,根本没有储存环,他们只能边干边摸索。而为了解决一个技术难题,有的人甚至一连三天三夜不睡觉;高频系统负责人到贵州深山沟里驻厂制造零部件,一去就好几个月,去时穿的是大棉袄,回来时已经穿汗背心了。而不少负责人晚上回去休息时,电话也就放在耳边,万一有事立刻就得跑到现场。

正是有了一群人这样的勤奋钻研,才为实验室后面的工程打下了坚实的基础。比如,同步辐射实验室一期工程建设之时,世界上同步辐射光源中插入元件刚刚开始使用,工程人员注意到了这一趋势,设计了可放置插入元件的长直线节,从而制造出了我国第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源。而实验室刚开始建时,因为没有计算机,科研人员就自己画图。据不完全统计,在实验室一期、二期工程光束线和实验站建设过程中,科研人员所画图纸近万张,自主设计的设备仪器价值达几千万元。

最终,国家同步辐射实验室项目在1991年通过国家鉴定和验收。据相关史料记载,当时的鉴定意见认为:合肥同步辐射光源已达到国际同类装置先进水平。在专家们看来,可以说是奇迹般研制建造成功这台具有世界一流水平,巨大、复杂、尖端的同步辐射加速器。也正因为如此,合肥同步辐射加速器及光束线实验站项目获得1992年中科院科技进步奖特等奖和1995年国家科技进步奖一等奖。

□程堂义

《合肥晚报》(2021年3月2日A15版)

http://newspaper.hf365.com/hfwb/pc/content/202103/02/content_232100.html

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