即将开工!怀柔科学城两大科学装置来了!

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两大科学装置即将开工

项目介绍:

怀柔大装置集群中的核心装置——高能同步辐射光源HEPS,是我国第一台高能量同步辐射光源。

HEPS的整体建筑外形似一个放大镜,寓意为探测微观世界的利器,是“十三五”期间优先建设的,为国家的重大战略需求和前沿基础科学研究提供技术支撑平台的国家重大科技基础设施。项目由中科院高能所承担建设,首期建设加速器(储存环周长约1360m)、14条公共光束线站及配套土建工程等。

项目目标:

科学目标: 

1.通过对微观结构多维度、实时、原位表征,解析物质结构生成及其演化的全周期全过程。包括原位观察复杂工件的加工过程,揭示材料中缺陷的形成机制;对工程材料全寿命周期进行多尺度表征,探究材料性能和使用过程中失效的关键因素;解决工业材料的制造、加工、服役和修复等环节中的偏析问题和应力问题。

2.揭示微观物质结构生成演化的机制,剖析微观物质构成,为物质调控提供基础支撑。重点测定复杂材料局域结构及变化过程;解析 1 微米量级蛋白质晶体的结构,解释重要蛋白的功能,推动新药发明。

高能同步辐射光源可以对物质的微观结构进行全方位探测(这有一个炫酷的名字“多维度”,就是从原子结构到电子结构各种角度进行探测),并且能够“看到”各种材料、部件在真实的工作环境下的变化过程(这也有一个高端的说法:实时、原位表征),因此可以告诉我们各种物质的结构是如何生成的,以及在使用等过程中怎么演化的。

由于高能同步辐射光源能够揭示微观物质结构生成演化的机制,剖析微观物质构成,人们希望它能够为物质调控提供基础支撑(物质调控的含义就是能够按照我们的需求,控制各种原子的组成和排列,获得一些我们需要的性能,很有些科幻的味道,但这正是未来科技努力实现的目标之一)。

  

工程目标:

1.  建设国际领先的高能同步辐射光源,储存环能量达6GeV,

亮度达 1×10²²phs/s/mm²/mrad²/0.1%BW,发射度小于0.06nm·rad,高性能光束线站容量不少于90个,可提供能量达300千电子伏的X射线。

2.  设施空间分辨能力达到10nm量级,具备单个纳米颗粒探测能力;能量分辨能力达到1meV伏量级;时间分辨达到ps量级,具备高重复频率的动态探测能力。 

项目意义:

1.有利于进一步优化我国同步辐射光源区域布局的进一步合理化,促进我国科学技术与社会经济更加和谐协调地发展。

2.可提供能量高达300keV的X射线,满足与国家发展战略和工业核心需求相关研究的迫切需求,同时,HEPS也能在低、中能区提供亮度更高的X射线,在基础科学研究领域为用户提供更好的支撑平台。

经济和社会效益:

高能同步辐射光源将在我国先进材料、航空航天、能源、环保、医药、石油、化工、生物工程和微细加工等领域中广泛应用,提供突破瓶颈问题的关键手段,通过推动技术创新,提升企业的核心竞争力,推动相关高科技产业的发展。

高能同步辐射光源将成为我国重要的国际科技合作与基础科学研究平台,提升我国在相关领域原始创新能力的同时,增强我国的国际影响力。还将成为相关领域高科技人才的引进和培养基地。

多模态跨尺度生物医学成像设施项目取得可研报告批复,建筑面积7.2万平方米,总投资17.3亿元,主要建设多模态医学成像、多模态活体细胞成像等装置,力争9月底前开工建设,建设周期5年,建成后,将成为国际上成像模态融合程度最高、可视化解析能力最全面的全尺度成像系统。

▲多模态分子影像

项目介绍:

现代生物医学成像技术涵盖磁共振、超声、光学、X射线和电镜等十几种成像模态以及众多衍生模态,在组织、细胞或分子水平上为样品的结构、形貌、组分、动态和功能的观察提供了重要工具。

多模态跨尺度生物医学成像技术,是指利用两个或多种成像模态在时间、空间、结构或功能上的融合,对同一个观测对象实现两个或多个物理量的测量,通过图像数据融合,进而实现时空尺度的跨越(跨尺度)以及结构和功能信息的有机结合,全景式呈现生命活动的过程。

通俗点说,就是综合运用各种成像技术,给我们一双慧眼,把生命活动的过程看个清清楚楚明明白白真真切切~

▲从分子到人的多模态跨尺度生物医学成像示意图

项目目标:

即将在怀柔科学城开建的这个多模态跨尺度生物医学成像设施,总体目标为:建设从分子到人,无缝覆盖跨越是个数量级的超大尺度范围,实现功能/分子和结构/形貌成像,具备动态、高灵敏度、无损观测能力的无缝对接的“一体化”生物医学成像技术集群,为复杂生命科学问题和重大疾病的研究提供成像组学研究手段,有助于对于心脑血管疾病、肿瘤等开展研究。

设施建成后,将成为国际上成像模态融合程度最高、可视化解析能力最全面的全尺度成像系统。

项目意义:

近年来,我国在生物医学成像技术原创能力、设备研发和应用方面实力已取得长足的进步。但是我国尚无大规模、系统化的生物医学成像设施,无法满足近年来蓬勃崛起的生物医学研究对先进成像技术的迫切需求。

作为生物医学成像领域由我国科学家首倡的大科学工程,这一设施在未来将提供革命性的研究手段,对生命体结构与功能进行跨尺度可视化描绘与精确测量,促进对生命活动基本原理和疾病发病机制的全面、准确理解,进而为疾病的个性化检测、精准诊断、基因及靶向药物跟踪、预后判断、疗效评价等方面提供理论指导与技术支持。

同时,该设施将发挥国家平台的资源优势和整合能力,集中各领域人オ合力攻关,系统建立自主产权,逐步改变我国高端生物医学影像设备市场需求巨大但依赖进口的现状。设施还将成为引领和带动技术和方法创新的国家基地,与国内生物医学影像公司组建产业联盟,打造生物医学成像“产学研”一条龙的生态环境,买现高端生物医学影像仪器装备的“中国智造”。

这一项目建成后将按照“开放合作、资源共享”的原则面向全世界用户开放,开展科学研究和国内外交流。也就是说,该设施的研究将不仅仅让国人受益,也能为全球有需要的人群服务!

两大科学装置的开建

必将为怀柔科学城的发展提供新的动力

两大科学装置

也将会在各自的领域有新的突破和发展

未来,让我们期待更多更棒的成绩!

来源丨怀柔科学城HSC 

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