英国“钻石”同步辐射光源(diamond)

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1、英国“钻石”同步辐射光源（DIAMOND）2010-08-10 

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4、【大中小】璀璨夺目的“钻石”光源英国第一台第三代同步辐射光源DIAMOND坐落于英国南牛津郡（SouthOxfordshire）迪德科特镇（Didcot）。它的名字来源有两种说法：一种说法是该项目的发起人迈克普尔（MikePoole）由DIpoleAndMultipoleOutputfortheNationatDaresbury（国家在达斯伯里的偶极和多极输出）的缩写构思了DIAMOND这个名字；另一种说法是DIAMOND表达了同步辐射光既硬（指“硬

5、”X射线的电磁波谱区）又明亮，就像“钻石”。不管哪种说法更准确，与法国“太阳”光源（SOLEIL）相比，英国“钻石”光源（DIAMOND）的名字毫不逊色，DIAMOND光源就像钻石那样璀璨夺目。DIAMOND光源的紫外线和X射线具有远非常规光源可比的品质和亮度，其亮度为医用X光机的1千亿倍，科技工作者用它将能更深入地研究物质、材料及生物样品的基本结构。利用同步辐射技术开展的科学实验，可望在生物技术、医学、环境和材料研究中取得突破性进展。　　　 英国南牛津郡的迪德科特镇DIAMOND光源鸟瞰2002年，英国政府批准建造DIAMOND光源，其辐射能量

6、及光束性能首先被优化为高能的欧洲同步光源ESRF的补充。它的主要目标是生成高亮度、高强度的可调光源，建成英国第一的研究基地，开展不同学科领域交叉学科的研究。DIAMOND是40多年来英国投资兴建的最重要的大科学装置和最大的民用科研基地，由英国科学和技术设施委员会STFC的中心实验室研究理事会CCLRC（ CouncilfortheCentralLaboratoryoftheResearchCouncils）与英国最大的生物医学研究慈善机构——威康信托基金会（WellcomeTrust）共同建设，双方各投资86%和14%。DIAMOND占地面积相当

7、于5个足球场，2007年建成后，逐渐取代1980年建在切希尔（Cheshire）达斯伯里实验室（DaresburyLaboratory）的世界第一个第二代同步辐射装置SRS（SynchrotronRadiationSource）。从“第二代”到“第三代”显微镜可用来研究人类肉眼所不及的东西，但显微镜受限于使用的光的波长。光学显微镜可用于研究几微米（0.001毫米）的事物，如：细胞。研究像分子和原子这样更小的物体，则需要借助如X射线类波长较短的光。DIAMOND光源的波长范围英国第二代同步辐射光源SRS（SynchrotronRadiationSo

8、urce）光源是1980年建造的，能量为2GeV，SRS位于柴郡的达斯伯里（Daresbury）。SRS由CCLRC负责开发和管理，造价2亿英镑，每年的运行费为2000万英镑。它的储存环周长仅为96米，能容纳30多条光束线站/实验室。它为英国和国际诸多前沿科学：物理、化学、材料、医药、地质和环境，以及结构基因组学和考古学的研究提供了尖端的技术支持。达斯伯里实验室 SRS示意图众多日常生活品都曾在这里经过科学家们的认真观察和研究：巧克力、洗发水、冰激凌、联合利华的洗涤剂、便携式媒体播放器Ipods、新药、薯片和果酱的包装，还有清洁能源、飞行安全等。

9、最为著名的成就是英国科学家约翰·沃克（JohnE.Walker）与另两位科学家共获1997年诺贝尔化学奖。他的贡献是以X光谱研究确定了ATP（三磷酸腺苷）的三级结构，为人类研究代谢疾病和再生开辟了新途径。他的研究是在SRS上进行的。SRS实验大厅 SRS运行20多年来，接待了来自本国、欧洲和世界25个国家的政府机构、科学院和工业界上万名用户，每年执行600项实验，培养500名博士后，在一流期刊发表超过5000篇的论文，解析超过1200个蛋白结构并获得多项专利。2005年3月7日，英国政府宣布将在2008年12月对SRS彻底停止拨款。而由于DIAM

10、OND的建成和良好运行佳绩，2008年8月4日，经过28年2百万小时运行的SRS退役了。英国在结构生物学、物理化学、新材料、磁学、纳米科学、光学和环境科学等关键领域具有世界级的顶尖实力，开展这些领域的研究，广谱高亮度的同步辐射光源是必不可少和独一无二的工具，因为只有这样的光源才能详尽准确地“录制”物质分子和原子级的内在结构和活动。国际上领先的3台高能同步辐射设施分别是位于法国格勒诺布尔（Grenoble）的欧洲同步辐射设施ESRF、美国的APS和日本的Spring-8。尽管英国占有欧洲光源ESRF约14％的运行时间，但仅能满足英国科学家们一小部分

11、需求。正是在这样的背景下英国政府下决心建设第三代同步辐射光源。三代光源DIAMOND的亮度比二代光源SRS至少高1万倍，比太阳光高100