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）的帶電粒子在磁場中沿弧形軌道運動時放出的電磁輻射，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”。同步輻射的特點高亮度：同步輻射的亮度比最強的X光管特征線亮度強萬倍以上。用X光機拍攝一幅晶體缺陷照片，通常需要7-15天的感光時間，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,進行單色光的實驗。高準直：同步輻射的發(fā)射度極小,準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，是一團一團的電子束作回旋運動，也即，同步輻射是脈沖光源，脈沖的寬度為100皮秒量級，脈沖間隔為微秒或亞微米量級。同步輻射具有時間結(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、應(yīng)用科學和工藝學等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。醫(yī)學結(jié)構(gòu)化學光刻技術(shù)近代生物學固體物理學

可用于腫瘤的診斷和治療如測定血液內(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光束線形貌學實驗站上能量為24keV的X射線拍攝的肝樣品圖像

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

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,用于光刻時其線寬可降至20埃，使分辨率提高幾個數(shù)量級；這對計算機、自動控制和光通信技術(shù)等意義重大。

測定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),通過X射線小角散射可研究蛋白質(zhì)生理活動過程和神經(jīng)作用過程等的動態(tài)變化，通過X射線熒光分析可測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)壽命及晶體的生長和固體的損壞等動態(tài)過程。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縣的播磨科學花園城（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

我國迄今最大的重大科學工程——上海同步輻射光源于2010年1月19日在上海通過國家驗收。此舉標志著中國這一性能指標達到世界一流的中能第三代同步輻射光源，正式對科研用戶開放。“上海光源”發(fā)出的超強Ｘ光將對微觀世界的認知帶來一場“成像革命”——它將利用比普通Ｘ光機亮上億倍、強百萬倍的同步輻射光對物質(zhì)進行微觀“成像”。接近光速運動的電子在磁場中作曲線運動改變運動方向時所產(chǎn)生的電磁輻射，也就是同步輻射光源。從上世紀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。在國際上已經(jīng)建成的20臺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、歐洲的有關(guān)設(shè)施。它還將與我國臺灣地區(qū)以及日本、韓國、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（約三個量級）。“上海光源”擁有的高強度、高亮度、高穩(wěn)定性等特性，可