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坐落在上海張江的國(guó)之重器硬X射線自由電子激光裝置是“十三五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃優(yōu)先啟動(dòng)項(xiàng)目，也是可拍上海（長(zhǎng)三角）國(guó)際科技創(chuàng)新中心核心空間載體——張江科學(xué)城重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群的旗艦裝置，是原運(yùn)我國(guó)實(shí)現(xiàn)2035年建成科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)進(jìn)程中不可或缺的重要力量。這項(xiàng)大科學(xué)裝置于2018年4月開(kāi)工建設(shè)，動(dòng)過(guò)計(jì)劃于2027年底建成。程揭目前建安工程已經(jīng)全面交付，秘地工藝設(shè)備全面進(jìn)入制造、下米安裝集成、國(guó)之重器調(diào)試調(diào)束的可拍關(guān)鍵階段。硬X射線自由電子激光裝置建成后將為提升國(guó)家基礎(chǔ)研究創(chuàng)新能級(jí)發(fā)揮重大作用。原運(yùn)
總臺(tái)央視記者申楊：在位于地下30米的動(dòng)過(guò)硬X射線自由電子激光裝置直線加速器隧道，這個(gè)裝置為什么安置在地下呢？程揭是因?yàn)檫@套裝置在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)震動(dòng)和噪聲的秘地要求很高。在上海這樣繁華的下米大都市，裝置安置在地下受到的國(guó)之重器影響會(huì)更小。這個(gè)硬線裝置是張江綜合性國(guó)家科學(xué)中心大科學(xué)裝置集群中比較重要的大科學(xué)裝置之一。硬線裝置坐落在這里，更加方便科學(xué)家們?cè)谶@里進(jìn)行科研項(xiàng)目研究。
被稱(chēng)為“超級(jí)攝像機(jī)”可拍原子運(yùn)動(dòng)過(guò)程
X射線大家不陌生，但硬X射線自由電子激光了解的人并不多。它被稱(chēng)作“人類(lèi)探索微觀世界的超級(jí)攝像機(jī)”。為什么這么說(shuō)？一般的X光，只是個(gè)照相機(jī)，僅能拍到原子靜止的照片，有時(shí)還比較模糊。那是因?yàn)樵舆\(yùn)動(dòng)時(shí)速度太快，抓不住、拍不清。
但硬X射線自由電子激光裝置就相當(dāng)于超高速攝像機(jī)，不僅可以拍到原子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，還可以把這個(gè)過(guò)程拍成“慢動(dòng)作電影”。一張照片和一部電影的對(duì)比，差距很顯然。而且，拍的可是原子的電影。原子的大小是頭發(fā)絲的三十萬(wàn)分之一，這樣說(shuō)來(lái)，可能大家對(duì)硬X射線自由電子激光裝置有了比較直觀的了解。
零下271℃下裝置將電子加速變成光
記者所在的隧道是產(chǎn)生硬X射線自由電子激光的第一步，這里是整個(gè)裝置的示意圖，可以看到電子蛻變成光的過(guò)程。整個(gè)裝置共分為五個(gè)工作井，有十條隧道。在裝置的源頭就是電子產(chǎn)生的地方，它要經(jīng)過(guò)一段接近光速的加速，進(jìn)入波蕩器，最后變成光。聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，實(shí)際上從一個(gè)電子變成光這個(gè)過(guò)程非常不容易。旅程中諸多艱險(xiǎn)：速度不夠不行、溫度不夠不行、電子數(shù)量不夠也不行。
像這些的藍(lán)色罐子，這里面由上萬(wàn)個(gè)零部件構(gòu)成，其中就有目前世界上較為先進(jìn)的超導(dǎo)電子加速器。它是工作在零下271攝氏度的液氦里。無(wú)論是低溫系統(tǒng)還是超導(dǎo)電子加速器，這兩項(xiàng)核心技術(shù)都只有極少數(shù)國(guó)家掌握，那么中國(guó)就是其中之一。