坐落在上海張江的硬X射線自由電子激光裝置是“十三五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃優(yōu)先啟動(dòng)項(xiàng)目，也是上海（長(zhǎng)三角）國(guó)際科技創(chuàng)新中心核心空間載體——張江科學(xué)城重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群的旗艦裝置，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)2035年建成科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)進(jìn)程中不可或缺的重要力量。這項(xiàng)大科學(xué)裝置于2018年4月開工建設(shè)，計(jì)劃于2027年底建成。目前建安工程已經(jīng)全面交付，工藝設(shè)備全面進(jìn)入制造、安裝集成、調(diào)試調(diào)束的關(guān)鍵階段。硬X射線自由電子激光裝置建成后將為提升國(guó)家基礎(chǔ)研究創(chuàng)新能級(jí)發(fā)揮重大作用。

總臺(tái)央視記者申楊：在位于地下30米的硬X射線自由電子激光裝置直線加速器隧道，這個(gè)裝置為什么安置在地下呢？是因?yàn)檫@套裝置在運(yùn)行的過程當(dāng)中，對(duì)震動(dòng)和噪聲的要求很高。在上海這樣繁華的大都市，裝置安置在地下受到的影響會(huì)更小。這個(gè)硬線裝置是張江綜合性國(guó)家科學(xué)中心大科學(xué)裝置集群中比較重要的大科學(xué)裝置之一。硬線裝置坐落在這里，更加方便科學(xué)家們?cè)谶@里進(jìn)行科研項(xiàng)目研究。

被稱為“超級(jí)攝像機(jī)”可拍原子運(yùn)動(dòng)過程

X射線大家不陌生，但硬X射線自由電子激光了解的人并不多。它被稱作“人類探索微觀世界的超級(jí)攝像機(jī)”。為什么這么說？一般的X光，只是個(gè)照相機(jī)，僅能拍到原子靜止的照片，有時(shí)還比較模糊。那是因?yàn)樵舆\(yùn)動(dòng)時(shí)速度太快，抓不住、拍不清。

但硬X射線自由電子激光裝置就相當(dāng)于超高速攝像機(jī)，不僅可以拍到原子運(yùn)動(dòng)的過程，還可以把這個(gè)過程拍成“慢動(dòng)作電影”。一張照片和一部電影的對(duì)比，差距很顯然。而且，拍的可是原子的電影。原子的大小是頭發(fā)絲的三十萬分之一，這樣說來，可能大家對(duì)硬X射線自由電子激光裝置有了比較直觀的了解。

零下271℃下裝置將電子加速變成光

記者所在的隧道是產(chǎn)生硬X射線自由電子激光的第一步，這里是整個(gè)裝置的示意圖，可以看到電子蛻變成光的過程。整個(gè)裝置共分為五個(gè)工作井，有十條隧道。在裝置的源頭就是電子產(chǎn)生的地方，它要經(jīng)過一段接近光速的加速，進(jìn)入波蕩器，最后變成光。聽起來很簡(jiǎn)單，實(shí)際上從一個(gè)電子變成光這個(gè)過程非常不容易。旅程中諸多艱險(xiǎn)：速度不夠不行、溫度不夠不行、電子數(shù)量不夠也不行。

像這些的藍(lán)色罐子，這里面由上萬個(gè)零部件構(gòu)成，其中就有目前世界上較為先進(jìn)的超導(dǎo)電子加速器。它是工作在零下271攝氏度的液氦里。無論是低溫系統(tǒng)還是超導(dǎo)電子加速器，這兩項(xiàng)核心技術(shù)都只有極少數(shù)國(guó)家掌握，那么中國(guó)就是其中之一。

未來或?qū)⒋蠓s短新藥研發(fā)周期

總臺(tái)央視記者申楊：能不能用比較通俗的例子講一講最終形成的光能發(fā)揮哪些作用？

上海硬X射線自由電子激光裝置副總經(jīng)理劉志：舉一個(gè)與我們距離比較近的例子。比如藥物研發(fā)，以前研發(fā)新藥，科學(xué)家要花十幾年甚至幾十年，去摸索藥物分子和病毒、細(xì)胞的結(jié)合方式，因?yàn)榭床磺逅鼈兊奈⒂^結(jié)構(gòu)，所以在不停地試錯(cuò)，不僅時(shí)間長(zhǎng)而且成本極高。而有了這臺(tái)裝置，能直接拍下病毒、蛋白質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)，快速找到藥物作用的靶點(diǎn)，大大縮短新藥研發(fā)周期，未來針對(duì)癌癥、疑難雜癥的特效藥，都可能因?yàn)檫@臺(tái)裝置會(huì)加速問世。

總臺(tái)央視記者申楊：除了在這方面，其他還有哪些方面能用到？

上海硬X射線自由電子激光裝置副總經(jīng)理劉志：能用到的范圍太多了，比如物理、化學(xué)、材料、能源科學(xué)和信息技術(shù)領(lǐng)域等很多基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，都能用得上這個(gè)裝置，而且會(huì)極大地推進(jìn)這些領(lǐng)域的研發(fā)速度。

總臺(tái)央視記者申楊：之前在四號(hào)井、五號(hào)井地下能看到有很多建好的實(shí)驗(yàn)室，是不是這個(gè)裝置生產(chǎn)出來的光就像是一個(gè)工具，能夠吸引全球各地的科學(xué)家來這里，進(jìn)行他們的科學(xué)研究？

上海硬X射線自由電子激光裝置副總經(jīng)理劉志：當(dāng)你擁有獨(dú)一無二的工具的時(shí)候，他們就會(huì)來。我們建設(shè)實(shí)驗(yàn)室的目的不光是為了我們自己科學(xué)家可以在眾多的基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域做科研，也希望全世界最優(yōu)秀的科學(xué)家來做研究。