坐落于上海張江科學城，外形酷似鸚鵡螺的上海同步輻射光源（以下簡稱上海光源），歷時11年預研優化、5年技術攻關建造，如今已穩定高效運行了12年。
從億年前的琥珀古鳥羽毛結構，到埃博拉病毒入侵機制、新冠病毒蛋白質結構，再到外爾費米子世界重大物理實驗發現，上海光源為科學家探索微觀世界照亮前行之路。12年來，上海光源不僅支撐產出了大批學科前沿研究成果，而且在國家戰略需求與重大應用方面發揮著越來越重要的作用。
作為我國第三代同步輻射光源，上海光源的建設以及穩定運行凝聚了幾代科學家對我國粒子加速器建設躋身世界先進行列的夢想，體現了我國基礎科研領域面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康的重要歷史使命。
艱難起步，我國粒子加速器從跟隨到趕超
上世紀80年代，北京正負電子對撞機、合肥同步輻射裝置、蘭州重離子加速器工程的建設奠定了我國建造大型粒子加速器的基礎。1993年，世界上第一臺第三代同步輻射光源開始用戶實驗。
方守賢、丁大釗和冼鼎昌三位院士敏銳地意識到光源大科學裝置在未來國家基礎科研中即將發揮的重要作用，于1993年11月向國家提出“在我國建設第三代同步輻射光源”的建議。1995年3月，中國科學院和上海市決定共同向國家建議，由國家和地方聯合出資在上海建設我國第三代同步輻射光源。
作為國之重器，大科學裝置耗資不菲，而且難以在短時間內看到實際經濟效益。在上海光源項目預研階段，國家層面的決策也十分慎重。2001年，團隊成員完成了預制研究，上海光源項目卻沒有成功立項。
此時，國際上第三代同步輻射裝置處于快速發展階段。“我們充分利用這段時間，將世界上加速器、光束線等領域新發展的先進技術和設計思想及時融入優化設計方案。到了真正建設的時候，上海光源的設計性能得到了新的提升，保證了建成時步入世界先進行列并達到一流水平。”中國科學院上海高等研究院黨委書記、副院長，中國工程院院士趙振堂表示。20多年來，他參與了上海光源的預研、建設、開放運行和二期工程建設。
“老一輩科學家及中科院、上海政府領導非常堅定，因為國家的創新發展需要這樣的關鍵大科學裝置，他們鼓勵我們要對未來充滿信心。”趙振堂回憶，他的博士后工作合作導師方守賢院士也多次鼓勵他堅定信心。
2004年11月，國務院常務會議終于批準了上海光源工程建議書，該工程于同年12月正式動工。
填補空白，大科學裝置前沿技術集成攻關
2001年完成預研，2004年破土動工，2009年開放運行……上海光源工程的不同階段，趙振堂的團隊面臨著不同的難題：最先直面的是在投入和經驗積累都不足的條件下，如何建成一座世界一流水平的同步輻射光源。其次是有了光源后，作為公共性平臺設施，能不能保證國際先進水平的運行性能。
在工程預制研究階段，根據國際第三代同步輻射裝置的技術特點，工程指揮部主持研制了41項單元技術，其中22項為國內首次研制，有26項設備的技術指標達到國際先進水平。隨后，科研人員又開展了物理方案優化和100MeV直線加速器研制等設計和預研工作。
據介紹，上海光源由一臺150MeV的直線加速器、全能量增強器和一臺3.5GeV電子儲存環組成，其中儲存環周長約432米，直徑超過160米。這樣一個大型粒子加速器是集高科技、多專業、多門類的綜合性復雜系統，需要把世界先進技術設備有機結合，這勢必會帶來集成創新難度。
“最困難的地方，是要盡可能把先進的設計思想和技術融入設施建設方案中，還要對先進技術方案和性價比方面進行綜合選擇取舍，掌握裝置所需加工周期、材料和制造費用，使其在可控的時間、經費內完成。”趙振堂說。
第三代同步輻射光源的特點是光束高亮度，而且光的位置和發射角要高穩定，光斑的抖動要控制在零點幾個微米的水平上，這必須綜合考慮設施的地基、支撐、冷卻水流速、隧道溫度和冷卻水溫度穩定性、環境振源以及周邊交通等各種因素帶來的振動影響。
為保證裝置性能處于世界領先水平，上海光源團隊進行了長期技術攻關探索。例如，不斷進行低發射度的儲存環優化設計，分析研判各種設備性能要達到的技術指標，同時還要進行關鍵核心元器件的技術研發。波蕩器是第三代同步輻射光源及自由電子激光的關鍵設備，束流要通過波蕩器內部交替排列的磁塊才能發出高亮度的光。上海光源建設期間不僅自主研制成功了橢圓極化波蕩器，而且還攻克了真空波蕩器難關，這些工作均填補了國內空白。
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