上海科技大學今天舉辦的學術論壇傳出消息：國內迄今為止投資最大的國家重大科技基礎設施項目——硬X射線自由電子激光裝置正式啟動建設。項目建成后，將匯聚世界一流科學家，助力張江建設世界一流科學城。什么是硬X射線自由電子激光裝置？詳情↓ 硬X射線自由電子激光裝置的建設選址位于張江科學城內，是上海建設具有全球影響力的科創中心以及張江綜合性國家科學中心的核心創新項目。 該裝置建成后，將成為世界上最高效和最先進的自由電子激光用戶裝置之一，為物理、化學、生命科學、材料科學、能源科學等多學科提供高分辨成像、超快過程探索、先進結構解析等尖端研究手段，形成獨具特色、多學科交叉的先進科學研究平臺。 硬X射線自由電子激光裝置總長約3.1公里，工程任務是建設一臺能量8GeV的超導直線加速器、3條波蕩器線、3條光速線以及首批10個實驗站。 裝置建設內容包括：注入器、主加速器、FEL放大器（波蕩器線）、光速線和實驗站，還有包括束流診斷、控制、激光、同步、數據采集與處理等在內的公共子系統，以及低溫、公用設施等配套系統和設施。
同時，該裝置也將與同樣位于張江的上海同步輻射光源、國家蛋白質科學設施、軟X射線自由電子激光裝置、超強超短激光實驗裝置、活細胞結構與功能成像等線站工程組成大科學裝置集群，推動我國的光子科學走向世界前列，實現跨越發展。
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X射線波長范圍為0.001~10 nm,介于紫外線和γ射線之間。與常見晶體的原子間距相仿，可以用于解析物質的原子結構，是研究晶體結構極佳的工具。
硬X射線是能量較高的x射線，波長在0.01nm～0.1nm之間。波長在0.1nm以上的則稱為軟x射線。
自由電子激光是目前最先進的X光光源，X射線自由電子激光則是最先進的可利用的X光光源。
自由電子激光是自由電子產生的相干光。它具有極其優異的特性，包括極高的峰值亮度，50年增加1022倍；超短的飛秒脈沖；全相干性等。
30多年前，自由電子激光裝置剛誕生時是低增益振蕩器工作模式，直到90年代末21世紀初，基于高增益放大器原理的新型自由電子激光在技術上取得了重大突破，自由電子激光已經實現了超高亮度硬x射線的出光，并已經應用于世界最前沿科學的研究。
自由電子激光是世界上唯一可以同時滿足研究在原子或分子尺度的過程所需要的時間和空間尺度的試驗裝置。
由于性能方面無可替代的優勢，自由電子激光被譽為第四代同步輻射光源，是一種探索自然奧秘和發展高新技術的最先進的研究平臺，極大地有助于解決人類面臨的最迫切問題，比如綠色化學、醫藥創新、清潔能源、新材料與信息科技和實驗室天體物理等。迄今為止，世界上所有大型自由電子激光裝置，都建設在第三代同步輻射光源實驗室附近，從而構成了新一代光子科學大裝置集群。
X射線自由電子激光已成為發達國家爭奪21世紀科技至高點的必備高科技基礎設施。它將為生命科學、材料科學、信息科學、環境科學和非線性科學等科學前沿的基礎研究和高新尖端技術的開發研究，帶來全新的視野和不可估量的革命性的前景！
硬X射線自由電子激光裝置是上海建設具有全球影響力的科創中心以及張江綜合性國家科學中心的核心創新項目，建設周期7年，總投資約100億人民幣。
該裝置建成后，將成為世界上最高效和最先進的自由電子激光用戶裝置之一，為物理、化學、生命科學、材料科學、能源科學等多學科提供前所未有的高分辨成像，先進結構解析、超快過程探索等尖端研究手段。
這一大型用戶裝置將為科學研究在大的時間跨度（秒到亞飛秒）、空間尺度（微米到埃）和原位環境下了解物質體系的構效關系，提供最先進的全能譜、多維度、非線性、相干的X射線物質表征方法。
將為廣大用戶提供在分子、原子尺度以及極端條件下觀測和控制物質的結構及其動態過程的能力，為揭示生命機理、調控化學反應、探索量子調控等國家戰略性科技重大問題提供解決方案。
張江加油！
上海加油！
中國加油！
資料：上海科技大學、張江發布
編輯：景雯
