新華社上海４月２９日電（記者 張建松 劉丹）無論是拍胸透、還是照ＣＴ，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷都離不開Ｘ光。作為第三代同步輻射光源，“上海光源”里射出的光強(qiáng)度是Ｘ光的上萬倍，亮度是Ｘ光的上億倍，這種光可為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷提供更加有穿透力的“火眼金睛”。
據(jù)上海應(yīng)用物理研究所研究員、上海光源束線工程部主任肖體喬介紹，上海光源首批建成的７條線站中，有一個就是“Ｘ射線成像與生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用線站”。傳統(tǒng)的Ｘ光診斷方法只能看到幾毫米，且圖像比較模糊，而上海光源里的光則能細(xì)致到微米，能清晰地拍出過去“隱形”的血管、神經(jīng)等軟組織照片，甚至能讓Ｘ光線無法覺察的腫瘤初期細(xì)胞也暴露無遺，這有助于醫(yī)生發(fā)現(xiàn)更早期的病變，提前介入治療。
例如惡性腫瘤是病變細(xì)胞無節(jié)制增生形成的。這是由于細(xì)胞核內(nèi)控制細(xì)胞分裂的基因密碼變異，去“關(guān)閉”細(xì)胞分裂功能，導(dǎo)致病變細(xì)胞的無限制增長。利用同步光的微束技術(shù)，科學(xué)家就可以研究基因密碼的變異機(jī)制，并尋求診斷和治療辦法?！坝辛说谌庠矗瑢Π┌Y早期發(fā)現(xiàn)與早期治療將帶來極大飛躍?！毙んw喬說。
中國科學(xué)院高能物理研究所方守賢院士指出，利用先進(jìn)的同步輻射光源還能大大改進(jìn)傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)診斷方法。例如心臟病上威脅人類健康的一大疾病，其中最危險的是冠狀動脈狹窄或閉鎖時引起的心肌梗塞，而醫(yī)學(xué)界對于心肌梗塞還缺乏絕對安全和易于操作的高靈敏度診斷手段。但有了同步輻射光之后，情況正在改觀。人們利用同步輻射光波長（能量）連續(xù)可調(diào)的特點，設(shè)計了一種新的血管造影像術(shù)－－雙色減值造影術(shù)。這種診斷方法靈敏度高，只需用低濃度的碘液，通過靜脈注入，操作簡單安全。
由于可在毫微秒的時間內(nèi)拍完一張照片，因而不會因為心臟的跳動而導(dǎo)致圖形的模糊，所得到的圖像也十分清晰。
復(fù)旦大學(xué)同步輻射研究中心副主任張新夷還指出，上海光源還可以在我國中醫(yī)研究中大顯身手。例如，大多外國人承認(rèn)針灸是一種有效的醫(yī)療手段，但對穴位的存在還一直有質(zhì)疑，通過上海光源同步輻射，可以利用超強(qiáng)的Ｘ射線實施“微觀成像”，以觀察穴位點以及穴位點周圍的組織分布和結(jié)構(gòu)是否有差別。
多項措施確?！吧虾９庠础陛椛浞雷o(hù)安全
新華社上海４月２９日電（記者 張建松、劉丹）上海光源建成后將向國內(nèi)外用戶開放，其輻射防護(hù)的安全性備受關(guān)注。國家環(huán)保總局核安全司日前對上海光源的輻射防護(hù)進(jìn)行了嚴(yán)格評審，一致認(rèn)為達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)，完全符合安全標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)中科院上海應(yīng)用物理研究所所長助理戴志敏介紹，上海光源工程采取了多項措施防護(hù)高強(qiáng)度、高亮度的Ｘ射線輻射。圍繞著周長４３２米的儲存環(huán)外圍，工程建造了１米多厚鋼筋水泥的屏蔽圍墻，局部地區(qū)進(jìn)行了屏蔽加厚；在屏蔽墻之外、Ｘ射線被引出所到達(dá)的光學(xué)棚屋和實驗棚屋，也全部是用鉛做的－－因為Ｘ射線無法穿透鉛。
為確保光源開機(jī)后實驗環(huán)內(nèi)無人，除了采用視頻監(jiān)控、廣播通知、響鈴、閃燈等提示外，上海光源的運行部門還會派專人進(jìn)行安全搜索；上海光源實驗裝置內(nèi)安裝了上百個緊急按鈕，開機(jī)后按任何一個按鈕，機(jī)器就會立即切斷電源，停止產(chǎn)生Ｘ射線，保證人身安全，這一安全控制系統(tǒng)采用的是國際安全標(biāo)準(zhǔn)。每次停機(jī)檢修的時候，上海光源也規(guī)定要先通風(fēng)４０分鐘后，通過輻射劑量儀的安全檢測后，才能進(jìn)去檢修。
在上海光源工程所在的上海應(yīng)用物理所園區(qū)內(nèi)，總共還安裝了５２對中子與伽瑪線探測器，建立了一個對光源工程周圍環(huán)境的專用輻射監(jiān)測網(wǎng)。
目前，上海光源的實驗大廳輻射水平保持在上海的本底狀態(tài)。進(jìn)入大廳進(jìn)行光源實驗的科研人員，將全部佩戴一個如口哨般大小的“個人輻射劑量計”，工作人員定期檢查這個儀器所記錄的輻射劑量，對每位實驗者的輻射劑量建立個人檔案，并專門建立一個數(shù)據(jù)庫。
此外，上海應(yīng)用物理所還制定了一套完善的輻射安全管理制度，并編制了專門的教材，對每位光源用戶進(jìn)行上崗前的安全培訓(xùn)。每條線站的負(fù)責(zé)人對用戶實驗樣品的安全性，也都要事先進(jìn)行嚴(yán)格檢查。
“上海光源”將引發(fā)我國新材料研究產(chǎn)生“連鎖反應(yīng)”
新華社上海４月２９日電（記者 張建松 楊金志）“第三代同步輻射光源對材料科學(xué)已經(jīng)產(chǎn)生了深刻而廣泛的影響，上海光源的建成，必將大大推動我國新材料科學(xué)研究和應(yīng)用的發(fā)展，甚至產(chǎn)生‘連鎖反應(yīng)’?！敝锌圃荷虾９杷猁}研究所透明光功能無機(jī)材料重點實驗室主任趙景泰說。
上海硅酸鹽所作為上海光源硬Ｘ射線微聚焦光束站及Ｘ射線衍射光束站的用戶委員會成員，目前已有三四個課題組依托上海光源進(jìn)行新材料研究，其中僅透明光功能無機(jī)材料重點實驗室就申請了七八個課題，涉及透明陶瓷、薄膜、納米材料等多項研究。
“通常，人們往往是通過某種巧合而發(fā)現(xiàn)新材料，通過對其性質(zhì)的研究，取其精華、去其糟粕。利用上海光源這一研究平臺，科研人員就可以期望通過對材料原子結(jié)構(gòu)及性能更加深入的認(rèn)識，從組分和結(jié)構(gòu)上設(shè)計和優(yōu)化篩選出人們所需要的具有特定功能的新材料?！壁w景泰說。
材料的復(fù)雜性在于其性質(zhì)取決于構(gòu)成材料各種成分的相互作用，由于這種相互作用，導(dǎo)致材料的性質(zhì)與其單一組分間存在極大差別。而同步輻射光的高強(qiáng)度、高亮度、能量可調(diào)及高光子能量的結(jié)合，為科研人員探測信號的分辨率提高幾個數(shù)量級，使小樣品和表面弱散射以及材料的實時原位研究成為可能，同時還使一些新的光譜方法如磁散射、非彈性散射及需要利用光束相干性的研究成為現(xiàn)實。
而與此同時，基于這些新型的實驗手段和方法所發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象，又促使科研人員更加深入認(rèn)識并利用半導(dǎo)體、金屬、超導(dǎo)體、合金、復(fù)合材料、液晶等材料一些基本物理知識，從而推動我國材料科學(xué)進(jìn)一步發(fā)展。
例如，當(dāng)納米材料在一個方向或兩個方向長度在１到１００納米之間的時候，就形成了一維的納米線和二維的薄膜，三個方向都是納米尺度時維數(shù)就“消失了”，也就是零維的量子點或納米晶，并可能表現(xiàn)出與大尺寸材料截然不同的性質(zhì)。利用這一特性，科研人員通過上海光源這一平臺，就可望設(shè)計出納米材料來制作重量更輕、容量更高的電池或量子計算機(jī)。
趙景泰認(rèn)為，利用上海光源，我國科研人員還可以嘗試自己組裝電子（光子）器件，師法自然，學(xué)習(xí)和借鑒自然的設(shè)計規(guī)則，例如模仿生物體中的無機(jī)材料制備、模仿捕捉太陽能的綠色植物、或以遺傳變異作為自身改善和優(yōu)化功能的途徑?！斑@些想法看似很離奇，但利用人類對大自然的逐漸深化的認(rèn)識，例如生物遺傳進(jìn)化以及從ＤＮＡ測序到結(jié)構(gòu)和功能研究的進(jìn)步，這些可能性是無窮無盡的。自然已經(jīng)做了這些，我們?yōu)槭裁床荒苣?？”?/p>
“上海光源”有望成為我國新藥研發(fā)的“加速器”
新華社上海４月２９日電（記者 張建松 劉丹）同步輻射Ｘ射線衍射方法是當(dāng)前測定生物大分子結(jié)構(gòu)的最有力手段，也是研究生命現(xiàn)象與生物過程的一個“利器”。專家指出，上海光源的建成，使我國擁有這一“利器”加速新藥的開發(fā)。
據(jù)中科院上海藥物所蔣華良研究員介紹，傳統(tǒng)的醫(yī)藥研究及開發(fā)主要是靠經(jīng)驗，往往要通過反復(fù)的大量實踐，包括模擬實驗、動物試驗及臨床應(yīng)用等過程，才能將藥性反復(fù)改進(jìn)，再投入試用。通常要研制一種安全有效的藥品，開發(fā)周期一般要十年左右，成本也相當(dāng)昂貴，可達(dá)幾億美元。
目前，國際上很多制藥公司已經(jīng)從這種傳統(tǒng)的藥性實驗方法，轉(zhuǎn)向有明確目標(biāo)的藥物分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計，即在分子生物化學(xué)水平上進(jìn)行研究。其方法是：先研究清楚致病物質(zhì)的分子（如病毒分子）及周圍分子（組織）的三維結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行計算機(jī)模擬，設(shè)計出能對致病分子進(jìn)行屏蔽或抑制的藥物分子結(jié)構(gòu)，再合成為新藥，這比傳統(tǒng)方法周期短３—４年時間，成本也低得多。
利用高強(qiáng)度和高亮度的同步輻射光，科學(xué)家可以很清晰地“看見”生物大分子（如蛋白質(zhì)、病毒等）的三維結(jié)構(gòu)，掌握它們在生化反應(yīng)過程中，結(jié)構(gòu)隨時間變化的動態(tài)過程，分析輻射對細(xì)胞的作用，并對含水量多的活體生物樣品（如細(xì)胞）的動態(tài)過程進(jìn)行顯微觀察。從而專門針對致病分子設(shè)計出新藥。
目前，國外已經(jīng)有科學(xué)家應(yīng)用同步輻射Ｘ射線衍射技術(shù)，研究了感冒病毒ＫＲＶ１４，并“看到”了這種病毒是通過病毒分子表面的峽谷底部與健康細(xì)胞的表面分子結(jié)合而傳染疾病的。因此，科學(xué)家專門設(shè)計一種藥物分子，可與這些病毒分子表面的峽谷部位相結(jié)合，形成一道屏障，便使健康的細(xì)胞不受病毒的侵襲。
利用這種方法，人們還成功研制出用于治療艾滋病的藥物，對于降低艾滋病的死亡率起到了良好的作用。２００３年，我國出現(xiàn)ＳＡＲＳ疫情后，我國科學(xué)家也曾利用同步輻射光，成功測定了ＳＡＲＳ病毒主蛋白酶的結(jié)構(gòu)，為研制抵御ＳＡＲＳ病毒的藥物提供了重要信息。
“上海光源”九成以上部件實現(xiàn)“國產(chǎn)化”
新華社上海４月２９日電（記者 劉丹、張建松）作為我國迄今最大的大科學(xué)裝置“上海同步輻射光源”（以下簡稱“上海光源”）九成以上部件實現(xiàn)國產(chǎn)化，并順利完成光束線站等眾多關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及系統(tǒng)集成創(chuàng)新，使我國相關(guān)技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
“總投資約１２億元人民幣的‘上海光源’約有７０％的投資量是國內(nèi)采購或研制，約３０％的投資量屬國外設(shè)備進(jìn)口。”“上海光源”束線工程部主任肖體喬２９日對記者介紹，“從整個部件采購數(shù)量上講，國內(nèi)部件采購數(shù)占總采購數(shù)的九成以上?！?/p>
中國科學(xué)院上海物理研究所辦公室主任賀戰(zhàn)軍說，“上海光源”從裝置到建筑均為我國自主設(shè)計和集成，具有很高的科技含量?！吧虾９庠础惫こ炭萍嘉瘑T會評價其“質(zhì)量一流、速度世界少見”。
“上海光源”由加速器以及首批七條光束線站兩大部分組成。如果說“上海光源”的“加速器”是“泉源”，“光束線”則相當(dāng)于“水渠”，負(fù)責(zé)將同步輻射光“引流”進(jìn)入實驗室進(jìn)行實驗。
賀戰(zhàn)軍說，通過我國科研人員的技術(shù)攻關(guān)，“上海光源”自主解決并發(fā)展了光源加速器的各項關(guān)鍵技術(shù)，如儲存環(huán)超高真空室、數(shù)字化高頻低電平控制、高精度數(shù)字化電源、無氧銅高Q次諧波聚束腔、高性能插入件等。目前，“上海光源”加速器總體性能已達(dá)到國際先進(jìn)水平。
肖體喬介紹，在“上海光源”建設(shè)過程中，“光束線”工程也自主解決了ＳＸ－７００單色器、大尺寸高精度鏡面壓彎機(jī)構(gòu)、高熱負(fù)載熱緩釋、弧矢聚焦雙晶單色器、長程面型儀等關(guān)鍵技術(shù)難點，使同步輻射光傳輸、聚焦、單色化的效率大大提高，充分發(fā)揮第三代光源的優(yōu)越性。
記者在采訪中了解到，“上海光源”的首批７條光束線需要兩臺真空內(nèi)波蕩器，這一關(guān)鍵部件主要用于產(chǎn)生高亮度的Ｘ射線，是“上海光源”最重要的組成部分之一。２００８年3月，“上海光源”工程經(jīng)理部啟動自主研發(fā)，克服重重困難僅用１１個月研制成功國內(nèi)第一臺真空內(nèi)波蕩器。
“真空內(nèi)波蕩器自主研制的成功，使我國波蕩器技術(shù)可在國際上占有一席之地?！薄吧虾９庠础笨偨?jīng)理助理戴志敏說。此外，“上海光源”還自主研制成功了中國首臺橢圓極化波蕩器，性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。
現(xiàn)已竣工的“上海光源”具有建設(shè)６０多條光束線的能力，屆時可以同時向上百個實驗站提供從紅外光到硬X射線的各種同步輻射光，目前首批７條光束線與實驗站全部完成安裝和調(diào)試。
我國迄今最大的大科學(xué)裝置“上海光源”在滬竣工
新華社上海４月２９日電（記者劉丹、張建松、楊金志）２９日，總投資約１２億元的我國迄今最大的大科學(xué)裝置“上海同步輻射光源”在上海張江高科技園區(qū)正式竣工并面向國內(nèi)外用戶開放。中共中央政治局委員、國務(wù)委員劉延?xùn)|出席竣工典禮，并與中共中央政治局委員、上海市委書記俞正聲，全國人大常委會副委員長、中國科學(xué)院院長路甬祥，中國工程院院長徐匡迪共同啟動竣工裝置。
如果說醫(yī)院Ｘ光為人體骨骼和血管“拍照”，那么“上海同步輻射光源”（以下簡稱“上海光源”）發(fā)出的超強(qiáng)Ｘ光將對微觀世界的認(rèn)知帶來一場“成像革命”——它將利用比普通Ｘ光機(jī)亮上億倍、強(qiáng)百萬倍的同步輻射光對物質(zhì)進(jìn)行微觀“成像”，為許多前沿學(xué)科領(lǐng)域的研究提供一種最先進(jìn)且不可替代的工具。
“若把１９世紀(jì)末倫琴發(fā)現(xiàn)的Ｘ光看成是一支蠟燭，那么同步輻射光就是光芒萬丈的太陽，足以照亮整個微觀世界?！鄙虾Ｍ捷椛涔庠垂こ探?jīng)理部總經(jīng)理、中科院上海應(yīng)用物理研究所所長徐洪杰說。
科學(xué)研究早已發(fā)現(xiàn)，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，能為人類開展尖端科研提供巨大便利。從上世紀(jì)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。在我國，第一代同步輻射光源是“北京光源”，第二代光源是合肥國家同步輻射實驗室，第三代光源就是“上海光源”。
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）?！吧虾９庠础睋碛械母邚?qiáng)度、高亮度、高穩(wěn)定性等特性，可用以從事生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等多學(xué)科的前沿基礎(chǔ)研究，以及微電子、石油、醫(yī)療診斷等高技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用的實驗研究。
“上海光源”實驗部主任何建華說，僅以生命科學(xué)為例，生命科學(xué)已進(jìn)入了后基因組時代，蛋白質(zhì)科學(xué)已成為各發(fā)達(dá)國家競相搶占的制高點。而以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能研究為主要目標(biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)研究８０%以上的工作需要在第三代同步輻射光源上進(jìn)行。
開放共享是大科學(xué)裝置的顯著特點?！吧虾９庠础本哂薪ㄔO(shè)６０多條光束線的能力，屆時可以同時向上百個實驗站提供從紅外光到硬X射線的各種同步輻射光，給用戶的供光機(jī)時將超過５０００小時／年。目前，首批７條光束線與實驗站全部完成安裝和調(diào)試，所有６０多條光束線計劃在未來１５年內(nèi)完成安裝調(diào)試。
截至目前“上海光源”已收到全國７８所大學(xué)的３０１份使用申請，共計２８６８個機(jī)時段２３０００個小時。“如此大規(guī)模的申請，恐怕將‘上海光源’明年的機(jī)時量排進(jìn)去都不夠?！敝袊茖W(xué)院上海物理研究所辦公室主任賀戰(zhàn)軍說，為了保障“上海光源”的有效利用，目前７條光束線各建立起８至１０人的專家評審組，得到評審組評審?fù)ㄟ^的用戶可得以在“上海光源”免費進(jìn)行科研工作。
中國科學(xué)院院士冼鼎昌說，“上海光源”將為提升我國的綜合科技實力做出不可替代的重要貢獻(xiàn)。而且這種特有的大平臺科研氛圍，將為不同學(xué)科間的學(xué)術(shù)交流提供天然的優(yōu)良條件。
“上海光源”２００４年１２月２５日破土開工，由中國科學(xué)院與上海市人民政府共同向國家申請建造，由中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所承建。
“上海光源”將在上海張江構(gòu)建一個“科研聯(lián)合國”
新華社上海４月２９日電（記者張建松 劉丹）“上海光源”全部建成后，將擁有６０多條光束線、上百個實驗站，利用這一先進(jìn)的同步輻射裝置，我國多學(xué)科、多領(lǐng)域的高技術(shù)人才今后將匯聚張江，構(gòu)成一個“科研聯(lián)合國”。
目前，中科院上海應(yīng)用物理所已經(jīng)收到來自全國７８所高等院校和科研院所的３０１份申請材料，各地科研人員計劃通過“上海光源”的七條光束線站，開展生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)與制藥、新材料、物理、化學(xué)、石油化工、生物工程等方面的研究和開發(fā)工作?？傆嫞玻福叮競€機(jī)時、約２．３ 萬個小時，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了上海光源２００９年所能提供的開發(fā)機(jī)時，首批課題正在專家組的嚴(yán)格評審和遴選之中。
中國科學(xué)院冼鼎昌院士指出，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，不同學(xué)科的交叉與融合往往是產(chǎn)生新興學(xué)科領(lǐng)域的契機(jī)。上海光源建成后，上千名來自不同學(xué)科和高技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)家、工程師，在同一個科學(xué)平臺上開展工作，創(chuàng)造了特有的科研氛圍，上海光源自然而然成為綜合性的大型前沿研究中心，為萌發(fā)新思想、創(chuàng)造新方法和開辟新學(xué)科提供極為有利的環(huán)境。
據(jù)介紹，同步輻射與樣品的作用方式至少有２０種，因此衍生出許多實驗方法與技術(shù)。每一種方法都是一門專門的學(xué)問，有其系統(tǒng)的理論與方法學(xué)。如微探針及元素ＣＴ術(shù)、Ｘ射線顯微術(shù)、譜學(xué)顯微術(shù)、表面分子狀態(tài)研究、時間分辨譜儀蛋白質(zhì)晶體學(xué)、Ｘ射線核共振散射、投影Ｘ光光刻等。
目前，地球和環(huán)境科學(xué)面臨許多挑戰(zhàn)，科研人員可以以同步輻射Ｘ射線譜學(xué)技術(shù)作為主要分析手段，在分子水平上描述環(huán)境污染物的形態(tài)，研究污染物的遷移和轉(zhuǎn)化的復(fù)雜化學(xué)過程，從而評估污染風(fēng)險和確定污染治理方案?；诜肿迎h(huán)境科學(xué)所建立起來的受環(huán)境污染植物的修復(fù)技術(shù)，可望產(chǎn)生重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
在地球科學(xué)研究方面，科研人員可利用高亮度同步輻射Ｘ射線作為微探針，深入地了解地殼深處和地幔中礦物的演變和轉(zhuǎn)化，對于礦床地質(zhì)、礦物、巖石、探礦以及地球化學(xué)研究也起著重要的作用。
在許多產(chǎn)業(yè)研發(fā)與檢測領(lǐng)域，如超大規(guī)模集成電路中硅晶片中的痕量雜質(zhì)探測分析、飛機(jī)發(fā)動機(jī)和航天器的疲勞測試、紙漿無氯漂白工藝改進(jìn)、化妝品效果分析乃至新口味凝膠食品的開發(fā)等，同步輻射光都將大顯其非凡身手。
由于上海光源對有巨大產(chǎn)業(yè)前景的微電子、微機(jī)械等高新技術(shù)的開發(fā)，起到極大的推動作用。而長三角地區(qū)存在擁有此類高技術(shù)的許多高端用戶，因此在上海的中長期科技發(fā)展規(guī)劃里，已計劃將應(yīng)用上海光源放在非常重要的地位。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，潛在用戶中囊括了微電子與光電子工藝平臺、先進(jìn)復(fù)合材料、紅外光電材料和器件、再生能源等多個領(lǐng)域中的上千名高科技開發(fā)商。
背景材料：什么叫同步輻射和同步輻射光源？
新華社上海４月２９日電（記者 劉丹、張建松）所謂同步輻射，是由以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，其本質(zhì)與我們?nèi)粘＝佑|的可見光和Ｘ光一樣，都是電磁輻射。由于這種輻射是１９４７年在同步加速器上被發(fā)現(xiàn)的，因而被命名為同步輻射（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）。
由于同步輻射造成的能量損失極大地阻礙了高能加速器能量的提高，因此在早期同步輻射被作為高能物理極力要排除的因素。后來，人們發(fā)現(xiàn)同步輻射具有常規(guī)光源不可比擬的優(yōu)良性能，如高準(zhǔn)直性，高極化性，高相干性，寬的頻譜范圍、高光譜亮度和高光子通量等。
從上世紀(jì)７０年代開始，發(fā)達(dá)國家逐步開展了同步輻射的應(yīng)用研究，其卓越的性能為人們開展科學(xué)研究和應(yīng)用研究帶來了廣闊的前景，因此在幾乎所有的高能電子加速器上都建造了同步輻射線站，以及各種應(yīng)用同步輻射光的實驗裝置。
同步輻射光源自１９４７年誕生以來，至今已有６０余年的歷史。隨著應(yīng)用研究工作不斷深入，應(yīng)用范圍不斷拓展，同步輻射光源經(jīng)歷了三代快速歷史發(fā)展階段。第一代同步輻射光源是寄生于高能物理實驗專用的高能對撞機(jī)的兼用機(jī)，如北京光源（ＢＳＲ）就是寄生于北京正負(fù)電子對撞機(jī)（ＢＥＰＣ）的典型第一代同步輻射光源；第二代同步輻射光源是基于同步輻射專用儲存環(huán)的專用機(jī)，如合肥國家同步輻射實驗室（ＨＬＳ）；第三代同步輻射光源是基于性能更高的同步輻射專用儲存環(huán)的專用機(jī)，如“上海光源”（ＳＳＲＦ）。
“上海光源”其電子束能量為３．５ＧｅＶ，僅次于日本的ＳＰｒｉｎｇ－８（８ＧｅＶ）、美國的ＡＰＳ（７ＧｅＶ）和歐洲共同體的ＥＳＲＦ（６ＧｅＶ），居世界第四。“上海光源”包括一臺１５０ＭｅＶ的電子直線加速器、一臺能在０．５秒內(nèi)把電子束從１５０ＭｅＶ加速到３．５ＧｅＶ全能量的增強(qiáng)器和一臺３．５ＧｅＶ的高性能電子儲存環(huán)，以及首批建成的７條光束線站。
至２００８年底，世界上已建成的第一代同步輻射光源有１７臺，第二代有２３臺，第三代有２０臺，正在建造和設(shè)計的第三代同步輻射光源有１０臺。預(yù)計到２０１０年前后，每天將有上萬名科學(xué)家和工程師同時使用這些同步輻射光源，從事前沿學(xué)科研究和高新技術(shù)開發(fā)。
第一代、第二代、第三代同步輻射光源之間的最主要區(qū)別，是在于作為發(fā)光光源的電子束斑尺寸或電子發(fā)射度的迥異。例如第二代的合肥同步輻射光源，其電子束發(fā)射度約１５０納米弧度，而第三代的“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。
三代同步輻射光源的另一顯著差別是，可使用的插入件的數(shù)量懸殊，第二代光源僅能安裝幾個插入件，而第三代光源可有十幾個到幾十個插入件。由于插入件產(chǎn)生的光較之彎轉(zhuǎn)磁鐵產(chǎn)生的光具有更高的亮度和更好的性能，可見插入件數(shù)量的多寡可直觀地表征光源的性能的優(yōu)劣。
