上海同步輻射光源

建設目標和科學目標上海光源〔SSRF〕的建設目標是建源，包括一臺100MeV的電子直線加速儲存環(huán)和首批建筑的七條光束線及相應

造一臺高性能價格比的中能第三代同步輻射光3.5GeV增加器、一臺3.5GeV的電子的試驗站。電子儲存環(huán)的最高流強為300mA，最低放射度為3.9nm·rad，配以先進的插入件后，可在用戶需求最集中的光子能區(qū)〔0.1~40keV〕產(chǎn)生高通量、高耀度的同步輻射光，1019photons/(s·mm2·mrad2·0.1%·BW)。SSRF具有安裝26條插入件光束線、36條彎鐵光束線和假設干條紅外光束線等六十多條光束線的潛力，它可以同時為近百個試驗站供光。首批建筑4條基于插入件的光束線站，分別是生物大分子晶體學、硬X射線微聚攏及應用、X射線成像及醫(yī)學應用、軟X射線掃描顯微；2條基于彎轉(zhuǎn)磁鐵的光束線站，分別是高區(qū)分衍射與散射、XAFS;一條組合線站,X射線光刻與微納加工。上海光源工程座落在上海浦東張江高科技園區(qū)，該園區(qū)是國家級高科技園區(qū)、園區(qū)擁有良好的建設條件。上海光源工程地塊位于張江高科技園區(qū)的楊橋村南部，工程用地范圍約20萬平方米，上海張江〔集團〕以零地價轉(zhuǎn)讓給上海光源工程使用。一期擬建約45000平方米，區(qū)域地勢平坦、自然地面確定標高為海拔3.8米。地塊根本呈矩形，東西長分別為588至615333米,總面積約為20萬平方米，一期建筑面積為50857平方米。區(qū)域地勢平坦、自然地面確定標高為海拔3.800米。場地周邊交通便利。建址區(qū)域水、電、氣、通訊等根底設施齊全。張江園區(qū)可供兩路互為獨立的供電電源，東通訊樞紐建在張江園區(qū)，浦東寬帶接入網(wǎng)可以給用戶供給高速寬帶上網(wǎng)手段。主體建筑擬設于地塊東側(cè)，綜合試驗樓設于主體建筑東南側(cè)，便于聯(lián)系與設備的運輸；預留將來科學爭論進展用地。主要性能參數(shù)儲存環(huán)：1)能量3.5GeV2)周長432m3)周期數(shù)204)直線節(jié)長度4×12m，16×6.5m5)平均流強200~300mA6)最低自然水平放射度3.9nmrad7)束流壽命10hrs8)引出光斑位置穩(wěn)定性~10%注入器：1)預注入器能量100MeV2)增加器能量0.1~3.5GeV3)增加器周長180m4)自然放射度110nmrad首批擬建光束線主要性能序號線站名稱光源束線主要性能指標1生物大分子晶體學小間隙波能量范圍：5~18keV蕩器聚焦光斑尺寸：～0.15×0.05mm2光通量：～1012phs/s(13keV)能量區(qū)分率：<2×10-4光束發(fā)散角：～0.3×0.04mrad2高區(qū)分衍射和散射彎鐵能量范圍：4~30keV聚焦光斑尺寸：~0.2′0.2mm2光通量：>1.0′1011phs/s能量區(qū)分率：<4.0′10-43XAFS彎鐵能量范圍：3.5~22keV聚焦光斑尺寸：0.2mm′1.0mm光通量：1012phs/sin0.1%bw能量區(qū)分率：<2′10-44X小間隙波蕩器能量范圍：5~20keV聚焦光斑尺寸：<2′2m2(H′V)K-Bmirror光通量：>1012phs/s×mm2×0.1%bw能量區(qū)分率：<2′10-45X扭擺器能量范圍：8.0~72.5keV單色光光通量：1′109ph/s/mm2@60keV不聚焦單色光束軟X射線掃描顯微 波蕩器 能量范圍：250~2000eV能量區(qū)分率：>250050nm光子通量：107~109(phs/s)X射線光刻 彎鐵 水平光斑：120mm接收角：4′0.3(HV)mrad波蕩器 波長：4.96nm空間區(qū)分率：15~40nm光斑尺寸：0.25~4mm2干預條紋周期：30~100nm建成后的運行治理上海光源在建設過程中和建成后，將間續(xù)成立上海光源國家試驗室，國家試驗室學術(shù)委員會和用戶委員會。上海光源國家試驗室將依據(jù)中國科學院學問創(chuàng)的要求，并依據(jù)國際同類裝置的閱歷，建立的運行機制。上海光源國家試驗室將擁有一支精干的高水平的運行、科研和治理隊伍，其主要任務是上海光源的穩(wěn)定運行和性能改進、同步輻射試驗方法和儀器的研制以及局部同步輻射應用爭論。加強國內(nèi)外開放，吸引高水平科學家到裝置上開展爭論工作將是上海光源國家實驗室的主要任務。上海光源是國家公共科學爭論平臺，裝置運行費由國家支付，科學爭論經(jīng)費由國家試驗室和用戶自己通過多渠道爭??；裝置升級改造經(jīng)費，原則上承受誰的工程誰投資的原則，即：假設國家要求或批準建線站或機器升級，則由國家出錢，假設是用戶要求建線站則由用戶出錢。上海光源的光束線和試驗站簡潔分為兩類，公用線站和專用線站。國家試驗室用國家投資建設的公用線站的機時的70~80%供給應國內(nèi)外用戶免費使用，用戶委員會或科技委依據(jù)用戶申請打算機時的安排，其余20~30%由國家試驗室自用；專用線站由用戶自己投資30%70%機時免費自用，假設全部自用，國家試驗室則收取機時費用。組織構(gòu)造和人員編制估量上海光源在工程建設期間，最少需要380人左右的工程建設隊伍(待初步設計定)。上海光源建成后，約需要265人左右。工程和線站工程的大局部建設和運行任務，由于科學與技術(shù)專業(yè)的特別要求，必須由裝置隊伍自己來完成；公用設施工程建設則需要裝置隊伍的參與以保證建成后裝置的正常運行。建安工程只需少量裝置隊伍參與，以保證建安工程滿足裝置的需求和將來可能的改擴建工作。作為法人單位的上海應用物理爭論所，為支持上海光源建設一支高水平的裝置隊伍，啟動了人才隊伍建設打算，并供給了相關(guān)的支撐條件，從國內(nèi)外聘請工程急需的科技人員。其次，通過與國內(nèi)科研、教育單位親熱合作，承受長期借調(diào)、短期聘用等工程聘任的方式解決工程急需的科技力氣。此外，打算在線站工程、公用設施工程中局部承受合作研制的方式，重點解決工程技術(shù)人員的短缺。返聘退休的科技人員，不但發(fā)揮了他們豐富的工作閱歷，而且降低了工程完畢后的人員分流壓力；建安工程將與上海市親熱合作，其中甲方的技術(shù)和治理人員將承受大局部從上海市相關(guān)部門借調(diào)的方式解決；需要大量人力的研制工作將盡量通過合同方式托付社會力氣完成。人員費用由院、所共同解決。工程科技委和參謀組工程科技委主任:方守賢(中科院高能物理爭論所)副主任：冼鼎昌(高能所)、楊福家(復旦大學)、陳森玉(高能所)成員：及綜合領(lǐng)域——方守賢、冼鼎昌、楊福家、陳森玉、錢文藻、何多慧、陳佳洱、魏寶文、林郁正、樊明武、劉國治〔西北核技術(shù)所〕、張維巖〔工程物理院〕光學工程領(lǐng)域——曹建林、閻永廉、朱健強、趙衛(wèi)材料、分散態(tài)物理、化學、微電子領(lǐng)域——白春禮、盧柯、候建國、王恩哥、封松林、包信和、金曉峰、洪茂椿生物、藥物、醫(yī)學領(lǐng)域——環(huán)境、地球科學及工業(yè)應用領(lǐng)域——工程總參謀——陳森玉工程進展199312月，丁大釗等三位院士建議“在我國建設一臺第三代同步輻射光源”。27位著名科學家聯(lián)名提出在上海建筑第三代同步輻射光源工程的提案，受到了國家計委、國家科技部和上海市委、市政府的高度重視。1995年3月，中國科學院和上海市人民政府原則同意，共同向國家建議建設第三代同步輻射光源——上海同步輻射裝置〔SSRF〕。1996年4月，中國科學院和上海市人民政府共同申請在上海建筑“上海同步輻射裝置工程”重大建設工程。19976月，國家科教領(lǐng)導小組原則同意開展上海同步輻射裝置工程預制爭論。1998年3月1日，國家計委正式批準上海同步輻射裝置工程預制爭論工程，絕大多數(shù)研制工程的技術(shù)指標屬第三代光源的國際先進水平，總經(jīng)費8000萬。19997SSRF落址上海浦東張江高科技園區(qū)，上海浦東張江高科技園區(qū)無償供給300畝建設用地，原則同意首批擬建的7條光束線和試驗站。2001年3月，SSRF預制爭論通過專家組鑒定，全部預制爭論工程的主要性能都到達或優(yōu)于設計指標。2002年，開頭二期預制爭論工作。2003年7月，中國科學院和上海市人民政府向國家發(fā)改委上報了上海光源工程工程建議書。20039月，國家進展和改革委員會托付中咨公司完成工程建議書的評估。2004年1月7日，國務院常務會議批準工程建議書。該工程總投資12.4億〔0.8億預制爭論費、建筑工程費、設備購置及安裝工程費、其他費用、根本預備費〕。2004628日，中科院與上海市共同組織工程可行性爭論報告的專家評議。2004年6月29日，上海光源工程建設領(lǐng)導小組第一次會議在上海進展，中科院院長路甬祥，上海市市長韓正和中科院副院長江綿恒等出席了會議〔右圖〕。會議聽取了工程建設領(lǐng)導機構(gòu)組成的說明、工程可行性爭論工作報告、可行性爭論工作報告的評審說明。會議批準了工程建設指揮部、經(jīng)理部、科技委、參謀組成立及相關(guān)人選，選定主體建筑方案，同意工程可行性爭論報告上報國家發(fā)改委。2004年7月26-27估。2004年8月16日，“上海同步輻射裝置預制爭論工程”通過了國家驗收。由中國科學院和上海市等有關(guān)部門的領(lǐng)導和專家11人組成了國家驗收委員會。會議聽取了建設單位的建設報告、工程工藝鑒定意見和預驗收意見，查驗了工程現(xiàn)場，查閱了文件、圖紙等檔案資料。委員們經(jīng)認真審議后全都認為，通過預制爭論，工程擔當單位切實把握了建設第三代同步輻射裝置的重大關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出對工程進度有影響的重要部件的樣機等，上海同步輻射裝置的預制爭論任務已經(jīng)圓滿完成，到達預期目標，為建設上海光源工程奠定了根底。2004年10月21-22日，SSRF首批光束線站初步設計評議會在上海召開，21名國內(nèi)同步輻射應用于光束線技術(shù)方面的專家到會。會議聽取了SSRF首批7個光束線站設計報告及關(guān)鍵部件工程設計報告，并分組就這7個光束線站的科學目標、設計指標、束線工程36參與相關(guān)線站的具體設計，使試驗站能更好地滿足用戶需求。2004年10月20日-21日，SSRF召開了光束線站研討會，來自中科院高能物理所、中科大合肥同步輻射試驗室、中科院生態(tài)環(huán)境70多位專家教授及中科院根底局的代表參與了會議。會議聽取了上海光源工程的進展和SSRFSSRF光束線站的設計等報告。會議認為，SSRF的設計和建成將為很多前沿學科領(lǐng)域的爭論供給一個嶄的綜合性試驗平臺。SSRF將來的用戶及各領(lǐng)域?qū)＜揖凸馐€站的具體設計參數(shù)和建設方案進展了分組爭論。上海光源工程總經(jīng)理徐洪杰答復了專家們提出的問題，并在總結(jié)講話中指出，SSRF是個用戶裝置，肯定會和用戶保持嚴密的聯(lián)系，也會和用戶一道建好并用好這個裝置，對于任何好的建議和意見都會認真地考慮并盡力做好，期望今后能在上海光源的建設中與業(yè)內(nèi)同仁建立良好的合作關(guān)系，為我國同步輻射事業(yè)的進展做出的奉獻。2004年10月25-26日，上海光源工程科學技術(shù)委員會第一次會議在上海召開。中科院副院長、上海光源工程總指揮江綿恒、科技委主任方守賢院士、科技委副主任冼鼎昌、楊福家、陳森玉院士和工程科技委員會委員20人出席了會議。江綿恒副院長作了重要講廣益、暢所欲言、唯真求實、協(xié)同創(chuàng)，為上海光源的建設提出科學性的指導和意見。在大家的共同努力下，最終將上海光源建設成為水平先進、效率超群、成果顯著、進展勢頭良好、培育大量專業(yè)爭論人才、效勞于國家科學經(jīng)濟社會進展的大型科研平臺。會議進展了上海光源工程科學技術(shù)委員會委員聘請儀式，爭論并通過了上海光源工程科學技術(shù)委員會章程。會議聽取了工程總體進展、方案作了報告、高頻放射機的選型、上海光源選址的地震驚狀況和儲存環(huán)物理方案的比較等工作匯報。委員們就上海光源的科學目標、和光束線站的建設、工程的進度進展了喧鬧的爭論，提出了很多指導意見。20041115可行性爭論報告。2004年11月17-18日，中國科學院和上海市政府組織專家在上海召開了上海光源初步設計報告預評審會。會議的工藝類預評審會專家組由來自院內(nèi)外、光束線站、公用設施領(lǐng)域的28位專家組成，建安類預評審會專家組由建筑、構(gòu)造、公用設施、概算掌握方面的15位專家組成，相關(guān)治理部門審查會，由上海市進展改革委和建委聯(lián)合組織上海市區(qū)相關(guān)規(guī)劃、交通、消防、公共事業(yè)配套、浦東區(qū)、張江高科技園等方面的12個治理及配套部門，集中審查上海光源工程初步設計。會議聽取了總體方案報告和設計人員分系統(tǒng)具體報告，經(jīng)過質(zhì)疑和爭論，專家組認為：上海光源的指標先進，其初步設計已經(jīng)到達了工程開工要求，建議國家盡快予以批準，以便盡早開工，力爭高質(zhì)量、按打算完成工程建設。200412初步設計。20041224開工報告。200412252393001452分，打樁按鈕啟動——國家重大科學工程上海光源正式破土開工！2005年6月，在充分吸取用戶和專家的意見建議的根底上，SSRF調(diào)整了首批7條光束線站的設計方案、技術(shù)指標等，獲工程指揮部和工程科技委的原則同意。2005814日，主體建筑打樁工程完成。2005826日，綜合辦公樓構(gòu)造封頂。200597日，35kV變電站構(gòu)造封頂。20051028日，動力設備房構(gòu)造封頂。20051115日，用戶招待所及餐廳構(gòu)造封頂。2006122-23226-28日，SSRF召開“工程任務書審核會”，審核小組由上海光源工程總參謀、總體組成員、總經(jīng)濟師及工程辦有關(guān)人員組成，分別對物理組、磁鐵組、高頻組、束測組、直線、低溫組、真空組、掌握組、機械組、電源組和注入引出組的工程任務書進展了審核。20063月27-29日，中科院綜合打算局與根底科學局組織國內(nèi)和光束線站領(lǐng)域的16名專家，對上海光源工程的建設狀況進展現(xiàn)場檢查。專家組由陳森玉院士任組長，通過現(xiàn)場考察、分組評議的形式，對上海光源工程和光束線站的質(zhì)量、經(jīng)費、進度等進展檢查并做出評價意見。2006413日，工程經(jīng)理部主持召開了“儲存環(huán)低電平掌握評審會”。200642840條軸線，8200525日以來，鋼構(gòu)造沿2條作業(yè)線進展吊裝，分別自第30軸線按順時針和逆時針推動，至最終一根主梁吊裝，完成環(huán)形合攏。2006429日，工程經(jīng)理部主持召開了“輻射安全聯(lián)鎖系統(tǒng)和劑量監(jiān)測系統(tǒng)設計評審會”。2006年5月16-18日，工程經(jīng)理部主持召開了“上海光源工程光束線站調(diào)整初步設計評審會”，邀請來自高能所、物理所、中科大、復旦大學、清華大學、上海交大、上海光機所、西安光機所、長春光機所、上海藥物所等單位的30余位專家，對調(diào)整后的首批7條光束線站初步設計方案逐個進展了評審。專家組認同和確定了設計方案，并建議盡快進入工程設計階段。2006年5月22日，上海光源工程科學技術(shù)委員會其次次會議召開，中科院副院長江綿恒及方守賢、冼鼎昌、陳森玉院士在內(nèi)的16位科技委委員出席了會議。會議就上海光源的工程進度、建設內(nèi)容調(diào)整、投資掌握和質(zhì)量掌握等提出了貴重意見和建議。2006510日，動力設備用房土建完成，交付公用設施安裝。200665日，綜合試驗樓土建和安裝完成。2006610日，主體建筑構(gòu)造封頂。2006年6月22-23解思深院士、牛立文教授作了精彩的報告。來自上海生命科學院、復旦大學、浙江大學等國內(nèi)科研院所和高校的50余位同步輻射應用領(lǐng)域的專家學者就同步輻射在材料科學、高壓科學、分散態(tài)物理、成像技術(shù)、醫(yī)學應用等多學科領(lǐng)域的應用爭論及前景進展了研討。20066月22日，SSRF〔包括儲存環(huán)機械集成單元和增加器機械集成單元主體設備、隧道墻模型、儲存環(huán)前端模型、水管和電纜等〕〔左圖〕，并于23日召開“集成單元工藝評估會”，來自高能物理所、近代物理所的近10位專家對設備樣機〔首件〕的工藝和集成單元總體工藝進展了綜合評估。2006930日，用戶招待所及餐廳土建和安裝工作完成。20061015日，35kV電站正式受電開頭試運行。2006年10月26-27日，受國家進展和改革委員會托付，上海市進展和改革委員會與中科院綜合打算局、根底局主持召開了“上海光源建設方案調(diào)整評審論證會”，來自中科院物理所、高能所、西光所、清華大學、中科大、上海交大、中山醫(yī)院等單位的17名專家，對上海光源工程5條光束線站和電子直線的調(diào)整方案進展了評審論證，中科院物理所麥振洪爭論員任評審專家組組長。20061031日，SSRF在張江安裝的首個設備——低溫氦氣儲存罐安裝完畢。2006年11月10日，150MeV電子直線的支架和磁鐵系統(tǒng)的局部設備開頭在直線隧道中進展安裝，標志著上海光源工程正式進入設備現(xiàn)場安裝階段。2006年12月22日，上海光源工程科學技術(shù)委員會第三次會議在上海召開〔右圖〕。21位科技委委員出席了會議。的工程建設現(xiàn)場。委員們高度評價了上海光源工程在建筑安裝工程、公用設施工程、加喧鬧爭論，并提出很多貴重意見和建議。20071月18日，SSRF第一階段的建安建設任務已根本完成〔左圖〕，將全面轉(zhuǎn)入設備安裝調(diào)試階段。已完成的有主體建筑的建筑安裝以及35kV變電站、動力設備用房、綜合試驗樓等關(guān)心建筑的安裝，綜合辦公樓、用戶招待所及餐廳的裝飾工程。公用設施工程設備的安裝根本完成，已開頭調(diào)試和試運行。200742日，SSRF用于儲存環(huán)超導高頻腔功率源的第一臺300kW放射機系統(tǒng)順當〔左圖THALES56KV高壓電源系統(tǒng)、500MHz、300KW速調(diào)管系統(tǒng)、前置預放大器以及其他附屬設施等。該放射機各項運行參數(shù)經(jīng)測量完全符合工程要300kW下連續(xù)運行50開的高頻系統(tǒng)的集成邁出了成功的第一步。2007416#1共架構(gòu)造的卡車緩緩駛?cè)胫黧w建筑的貨運入口，SSRF增加器正式開頭單元的隧道安裝〔右圖〕。兩個完整的高頻腔也同日安裝就位。增加器是一臺環(huán)形同步，周長180米，共分為28個單元，其作用150MeV3.5GeV，然后注入到電子儲存環(huán)中。20075月15日，SSRF實現(xiàn)了直線的總體出束調(diào)試〔左圖〕，測得的電子束直線全面進入調(diào)束階段。150MeV直線是SSRF的電子注入器。該直線承受2998Mhz的大功率微波源和基于納秒柵控電子槍技術(shù)的電子源，為滿足高束流品質(zhì)的要求，在國內(nèi)首次使用了500Mhz的高Q值次諧波聚束器。直線輸出的電子束可