文章简介：国家同步辐射实验室（科技活动周之三）
在这个姹紫嫣红、万物朝气蓬勃的五月，我们迎来了一年一度的科技活动周。这是一个科技的盛宴，前来赴宴的小到依呀学语的孩童，大到胡须花白的老翁。大家一起品味着科技成果的佳肴，感受着科技的伟大力量。其中穿梭着一队队阳光四射的中学生；退休的老夫妇，风烛残年之时，也不忘感受科学技术之发展；更多的是一家三口齐上阵。一位父亲手抱着自己的小女儿对她说：“去年你一岁，我们就来了，今年你两岁，我们又来了，以后我们年年都来参观科技周！”小女孩的脑子里也许还不明白科技的概念，但在父亲的耳濡目染之下，一定会在她的身体中点燃科技之火。
2006年度中国科技大学科技活动周共开放了十余个实验室，志愿者们笑容满面，讲解员们细心讲解。感谢这些无私的志愿者、讲解员以及工作人员们，没有他们的汗水，就没有青少年心间涌动出的科技泉水。
让我们一起进入一个神奇的世界——国家同步辐射实验室！
国家同步辐射实验室坐落在安徽合肥中国科技大学西校园中，这是国家计委批准建设的我国第一个国家级实验室。实验室拥有的同步辐射光源是目前国内高校中唯一一台大科学装置和国家级实验研究平台。
国家同步辐射实验室创建于1984年，历经一期、二期国家重大科学工程建设。建有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，拥有14条光束线、实验站，光谱范围覆盖X射线到远红外，已成为我国重要的同步辐射研究应用平台、知识创新基地、人才培养基地及发展高新技术的研究基地。
同步辐射光源发展到今天已经经历了三代。第一代同步辐射光源是寄生在高能物理用的对撞机储存环上的，它们出现在上个世纪的60年代；第二代同步辐射光源是专门为同步辐射应用建造的，它们出现在上个世纪的70—80年代；第三代同步辐射光源出现在上个世纪80年代末90年代初，它是性能更好的同步光源。目前我国一、二、三代光源名有一台。自由电子激光器有可能成为第四代同步辐射光源。
“同步辐射”，这到底是什么意思？简单的说就是一种“光”。你可别小看这种光，它具有速度快，能量高的特点。光是由原子的激发产生的。由于每一个元素的原子发出的光都有它自己的特征光谱，因此可以根据物体发射的光谱来分析它的元素组成。
首先让我们先来了解合肥国家同步辐射光源的组成部分分别是什么？
一、 提供电子束的直线加速器
电子直线加速器主要是由电子枪、加速器、微波功率系统、真空系统等组成。因为在电子直线加速器中电子是走直线轨道的，所以人们称它为电子直线加速器。电子枪产生的低能电子，在超高真空微波加速管中吸收微波电场的能量而补加速到接近光速，通过注入系统注入到电子储存环。合肥同步辐射光源直线加速器总长35米，提供能量为200MeV的电子束。
二、 产生同步辐射的电子储存环
电子储存环是同步辐射光源的主体，它是储存高速运行的电子束流的设备。它主要由磁铁系统、真空系统和高步系统等组成。磁铁系统由电磁铁及电源构成。二极磁铁的二极磁场用来弯转电子束，使电子束走环形的闭合轨道；四极磁铁的四极磁场用来具焦电子束，使电子束沿着设计的轨道运动。真空室是环形的闭合轨道，连接磁铁系统和高频系统，如同运动场上的跑道一样，运动员只能在跑道上跑步，电子也只能在束流轨道上运行。从注入器注入的200MeV电子在储存环中被加速到800MeV，受磁铁作用发生偏转，在储存环中作回旋运动，同时不断沿切线方向发射电磁波，即同步辐射。
三、 桥梁作用的光束线
光束线凭借其内部精密的光学元件将储存环发出的同步辐射引导出来，聚焦并选取合适的波段后送入实验站。
四、 探索自然奥妙的实验站
科研人员在实验站通过同步辐射和物质的相互作用，来研究物质的结构性能，探索微观世界的奥秘。
同步辐射在如此复杂的装置下产生，那么它的价值是什么呢？因为同步辐射具有优异的特性，逐步被广大科学家发掘和利用，已经成为材料科学、生命科学、物理学、化学、信息科学、力学、地学、医学、药学、农学、环境保护、计量科学等基础和应用研究的一种先进的、不可替代的工具，并且在电子工业、医药工业、生物工程和微细加工工业等方面具有重要而广泛的应用。
从光学显微镜到电子显微镜对生命科学的应用都有着跨时代的意义，使人类进入了对生命更深入的探索。但是它们都要求观察样品是超薄的，而且需要在真空环境成像。因此含水量很高的活体生物样本是不能直接用电子显微镜来观察的，必须采取脱水的办法，而把生物体中水分去掉，这样的生物也就变成死物了。随着同步辐射的广泛应用而迅速发展起来的软X射线显微术从根本上克服了这一缺点。软X射线显微术具有比光学显微镜更高的分辨率，其观察的生物样品厚度可以达到10微米，更重要的是这可以对自然状态下的含水的生物样品进行直接成像。
你见过像米粒大小的机器人吗？要制造出这样的机器人，同步辐射是必不可少和工具。微电子机械除了在尺度上有别于传统的机械，还是一种高度智能化、高度集成化的系统，同时采用硅、陶瓷以及纳米相材料，具有较高的性价比。而且使用寿命长。微电子机械产品在各个领域得到广泛的应用，如：微型马达和微型照明灯具已经被应用于人体内部的外科手术中。微电子机械加工方法一般采用制作集成电路的硅工艺和LIGA技术等。同步辐射X射线深度光刻技术，可以制造肉眼无法看清的微型齿轮、微型反应器、微型传感器等三维微型装置。
同步辐射的应用广泛不是用几个文字就能描述清楚的，例如利用同步辐射可以使以前数天或一个星期才能完成的实验，在几分钟或几十分钟内完成；同步辐射光的强度比普通X光大几千倍，可以在纳秒时间内拍完一张心血管造影照片。心脏的搏动周期为1秒左右，因此不会因心脏跳动而导致图像的模糊。这些应用只是同步辐射应用森林中的小株小木，同步辐射的潜力还正在生长，有着无限的发展空间等着人类去延伸。
“我创新，故我在！”创新必要有科技发展的支持，科技不发展，创新也就无从谈起。是那些逝去的和见在的科学家们推动着人类文明的前进，他们的发明创造是永不熄灭的灯塔，在浩如烟海的科技大洋中指引着我们前进的方向！同时还有那些年复一日的从事着科学研究的研究员们，他们把整个人生献给了实验室——他们的家！
当科学的种子扎根在我们的心中的那一刻，科技活动周也就滋长成科技活动年！
责任编辑：JJSKT
