requestId:68c8502fed6878.12967309.
綜述及基本情況
設施概述
國家同步輻射實驗室坐落在安徽合肥中國科學技術大學西校區,是我國批準建設的第一個國家實驗室——國家同步輻射實驗室(NSRL)。實驗室建有我國第一臺以真空紫外和軟 X 射線為主的專用同步輻射光源——合肥同步輻射裝置(簡稱“合肥光源”,“HLS”)
合肥光源的建設歷經 HLS-I 和 HLS-II 兩個階段。
HLS-I 包括一期工程開幕活動(1983 年立項,1991 年通過國家驗收)和二期工程(1999 年開工建設,2004 年通展覽策劃過國家驗收)。在此期間,合肥光源堅持穩定運行、優質開放的原則,為我國材料科學、凝聚態物理學、化學、能源環境科學等領域提供了一個優良的實驗平臺,取得了一系列研究成果。
HLSFRP-II 的建設自 2010 年 8 月立項,2012 年 5 月開工,2014 年底完成新建直線加速器、儲存環及 5 條光束線站的首批任務。2016 年 1 月投入正式運行,同時邊運行、邊建設,逐步完道具製作善通用輔助設施的基礎設施改造,實施恒流運行等改造,不斷提升光束線站性能。目前 HLS-II 已建設完成,達到三代光源運行水平。
合肥大圖輸出光源目前擁有 10 條光束線及實驗站,包括 5 條插入元件線站和實驗站、5 條彎鐵線站和實驗站。此外還有 3 個出光口場地佈置為未來發展預留空間。
作為國家大科學裝置和合肥大科學中心的重要組成部分,NSRL 將繼續面向國家戰略需求和前沿基礎科學研究,為各領域科學家提供長期、可靠、穩定的技術支撐。
主要研究目標
NSRL 致力于提升機器性能,發展新的實驗技術和方法,積極引進和培養國內外高水平用戶,圍繞前沿科經典大圖學領域和國家重大需求,為國內外眾多學科領域提供獨特的大型綜合交叉研究平臺。
在科學實驗方面,NSRL 圍繞合肥大科學中心的能源與環境、量子功能材料、物質與生命科學交叉等領域科學目標,重點發展能量轉換材料、化石燃料的清潔燃燒、大氣環境、關聯電子材料、多尺度生物成像等前沿學科領域的前沿課題研究。同時,還圍繞電子加速器前沿科學和用戶需求,開展先進光源物理和關鍵技術研究。
在保證穩定運行、優質開放的基礎上,NSRL最終目標是建成具有世界一流水平的紅外-真空紫外-軟X射線波段的光源,成為合肥大科學中心的重要組成部分、國家交叉科學研究中心和人才培養基地,為用戶提供世界先進的實驗平臺,推動我國同步輻射應用研究取得創新成果。
研究進展與成果
合肥同步輻射裝置建成
合肥同步輻射裝置是我國第一臺以真空紫外和軟 X 射線為主的專用同步輻射光源。1983 年 4 月,作為第一個由國家全額投資興建并支持運行的國家實驗室——國家同步輻射實驗室由原舞臺背板國家活動佈置計委批準立項, 11 月 20 日破土動工;1989 年建成出光,1991 年 12 月通過國家經典大圖驗收,1999 年進行國家同步輻射實驗室二期工程建設,200奇藝果影像4 年 12 月二期工程通過國家驗收。合肥同步輻射裝置曾榮獲國家科技進步獎一等獎、中國科學院科技進步獎特等獎和安徽省高校科技進步獎等獎項。
發動機燃燒反應網絡調控理論及方法
利用合肥同步輻射裝置,我國科學家深入包裝設計系統地開展了發動機燃燒反應網絡測量方法、模型構建及調控理論的基礎研究,取得了多項原創性成果:提出了同步輻射光電離-分子束質譜燃燒測量方法,實現了分子量和電離能的同步測量,發現了燃燒反應網絡中的過氧化物、烯醇、聚炔烴和芐基分解新產物,揭示了發動機燃料分解、氧化和污染物生成機理;提出了基于關鍵燃燒中間產物的模型構建方法,構建了兼具準確性和適用性的燃燒反應模型互動裝置,建立了覆蓋發動機寬廣工況范圍和多燃料適用性的發動機燃料燃燒反應模型體系;發現了發動機燃料的分子結構對關鍵燃燒中間產物和污染物的控制作用,揭示了支鏈結大圖輸出構、苯環結構、含氧官能團等分子結構控制燃燒反應網絡的動力學機制,建立了發動機燃燒反應網絡調控理論及活動佈置方法,實現了對燃燒反應網絡活性和碳煙顆粒物排放的調控。該成果榮獲 2018 年度國家自然科學獎二等獎。
從合成氣到高值化學品的一條玖陽視覺“捷(潔)徑”
中國科學院大連化學物理研究所的包信和院士(現任中國科學技術大學校長)領導的團隊在煤氣化直接制烯烴研究中獲得重大突破,顛覆了 90 多年來煤化工一直沿襲的費VR虛擬實境-托路線,他們摒棄了高水耗和高能耗的水煤氣變換制氫過AR擴增實境程,創造性地直接采用煤氣化產生的合成氣(純化后 CO 和 H2 的混合氣體)在一種新型復合催化劑的作用下,高選擇性地一步反應獲得低碳烯烴,破解了傳統煤化工催化反應中活性與選擇性此長彼消的“蹺蹺板”難題,為高效催化劑和催化反應過程的設計提供了指南。這項成果被業界譽為“煤轉化領域里程碑式的重大突破”,相關研究以“Selective conversion of syngas to light olefins”為題發表在 Science 期刊上,過程申報了中國發明專利和國際 PCT 專利。Science 同期刊發了以“Surprised by Selectivity”(令人驚奇的選擇性)為題的專家評述文章,認為該過程未來在工業上將具有巨大的競爭力。這項研究成果利用合肥同步輻射裝置的燃燒實驗站進行了部分測試,品牌活動為理解其催化反應過程作出了重要VR虛擬實境貢獻。
腦內神經細胞在細胞形態、突觸連結、細胞結構、電生理以及生理功能上具有高全息投影度的多樣性。不同種類的神經細胞中,其化學分子組成、含量、代謝也都有著很大的差別。因此,對腦內單個神經元的化學成分進行分析,具有重要的生物學價值。同時,質譜分析因具有高靈敏度、大的線性范圍以及高通量分析待測物的特點,逐漸被用于單細胞的細胞代謝分析。
我國科學家利用合肥同步輻射裝置質譜實驗站,結合自行開發的單細胞電生理與質譜聯合檢測平臺,首次利用化學質譜方法直接無稀釋的檢測單個神經元中多種神經遞質、代謝物、脂質等化學小分子,實現了單個神經元化學成分及代謝物的即時分析。該技術開幕活動將目前神經細胞成分分析的研究推向了一個活細胞及單細胞水平,有望在單細胞層次上奇藝果影像研究神經生物學、代謝組學、毒理學等生命科學的重大問題,具有非常重要的應用前景。相關成果在線發表于 2017 年全息投影 2 月 21日的《美國科學院院刊》( PNAS )上。
發現奇藝果影像波展場設計恩-奧本海默近似在氟加氘反應中完全失效
波恩-奧本海默近似是理論化學最重要的近似,是確立分子勢能面概念的前提條件,一般動力學理論研究都基于這個模型。根據波恩-奧本海默近似,激發態氟原子 F*與 D2 的化學舞臺背板反應是不應發生的,中國科學院大連化學物理研究所楊學明院士研究小組利用合肥同步輻射裝置先進的飛行時間譜—交叉分子束取樣技術開幕活動(國內首創),觀測到了F*+ D2 反應,發現在低碰撞能下激發態氟原子的反應性居然比基態氟高出很多,表明波恩-奧本海默近似的圖像不適用于 F*+ D2 反應。結合理論計算,給出了這一重攤位設計要非絕熱動力學過程的精確的物理圖像。
這一研究成果是物理化學中一項具有重要學術意義的突破,對于進一步理解這一重要化學激光體系的反應機理有相當重要的意義,同時也標志著我國在非絕熱動力學研究方面處于國際前列。成果發表在 2007 年 8 月 24 日出版的 Science 上。(中國科學院院刊供稿)
TC:08designfollow
發佈留言