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【大国重器零距离】上海光源的超硬多功能线站有多“硬”?

来源:光明网2024-06-13 09:52

  在科学的殿堂里,光不仅仅是一幅幅绚丽的画面,还是探索未知的利剑,是解开宇宙奥秘的钥匙。比如,被称为“前沿科研的眼睛”“科技的灯塔”的同步辐射光,就可以帮助科学家捕捉肉眼看不到的微观世界的变化。

【大国重器零距离】上海光源的超硬多功能线站有多“硬”?

  上海同步辐射光源就是一个为了获得同步辐射光而建造的大型科学设备。在这里,一团团高能电子束团先被加速到接近光速,再通过强大的磁场来控制方向,使之沿着环形真空轨道“跑圈”。电子束团在“跑圈”通过弯道时,会有电磁波沿切线方向被“甩”出来。这些被“甩”出来的电磁波就叫同步辐射光,具有宽波段、高准直、高偏振、高亮度、高稳定性等优异性能。

【大国重器零距离】上海光源的超硬多功能线站有多“硬”?

  在一台同步辐射光源中,光束线站是将同步辐射光引到实验终端,帮助科学家用户实现科研梦想的地方。经过不同光束线站的“精加工”,同步辐射光会被过滤成用户需要的光源,比如硬X射线、软X射线等,从而发挥出不同的作用。

  日前,上海光源线站工程顺利通过国家验收,标志着上海光源正式步入成熟期,综合能力实现跨越式提升,光束线站在数量和性能上均处于中能第三代同步辐射装置的前列。如超硬多功能线站,基于同步辐射高能X射线,建设了国内负载最大的高能工程材料实验站和国内第一个能够开展原位大体积压机实验表征的大体积压机实验站。

【大国重器零距离】上海光源的超硬多功能线站有多“硬”?

  据中国科学院上海高等研究院研究员杨科介绍,超硬多功能线站是上海同步辐射光源能量最高的线站,其能量高达150千电子伏,可以穿透2厘米的铁,能帮助科学家看到钢铁内部的结构。实验站中的疲劳拉伸机可以对样本进行拉伸,模拟高温合金的服役疲劳环境。比如,针对飞机发动机叶片、高铁材料等合金,该装置通过对其施加高温应力,模拟材料的服役环境,再配合硬X射线,就可以实现对金属内部的观察,并进行各种原位实验。

【大国重器零距离】上海光源的超硬多功能线站有多“硬”?

  此外,超硬多功能线站还配备有大腔体压机这一原位设备。该设备可以在样品上产生2000吨的压力,以模拟地球内部高温高压的环境。目前,该方式主要应用于地球科学,是通过实验手段研究地球内部或行星内部结构的一种有效方式。

【大国重器零距离】上海光源的超硬多功能线站有多“硬”?

  数据显示,从2009年正式对用户开放至今,上海光源已经服务了全国4500多个研究团队的超47000名用户,支撑完成2万多个实验课题,在生命科学、材料科学、凝聚态物理、化学、能源环境和医学等学科前沿和应用研究方面取得一系列重大研究成果。

 

  记者:宋雅娟 肖春芳

  制作:刘峻宇(实习)

 

[ 责编:张梦凡 ]
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