上海光源

运行开放情况
� 2009年5月6日正式对用户开放， 2009年计划开放2000小时，2010年计
划开放4000小时。
�百度文库2009年收到用户课题申请 582份，共5578.5时段、44628小时，3倍于
计划开放机时（ 2000小时×7条线站）。2010年第一轮收到用户课题申 请664份，共6772时段、54176小时。
BM
7
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上海光源的申请程序
�用户提交机时申请(实验建议)。 �专家评审机时申请， �上海光源线站协调、落实机时。 �按照及时安排携带样品来光源做实验。 �发表成果的机时免费； �不发表成果的机时收取机时费； �提交实验报告，通报发表成果，并在文章中说明实验是在 上海光源进行。
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Physics 11% Materials Science 20%
Structure Biology 26%
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用 户 成 果
杂志【名称，卷（期）：页码（年-月-日)】 影响因子 使用线站 课题组 单位 BL17U1 Nature，467, 734–738（2010-10-7） 34.48 颜宁组 清华大学 BL17U1 Nature（接收） 34.48 叶克穷 北京生科所 BL17U1 颜宁、施一公组 Cell, 141(3): 446-457 (2010-4-30) 31.253 清华大学 BL14W1 28.103 包信和组 中科院大连化物所 Science， 328, 1141-1144（2010） BL17U1 Science（接收） 28.103 张明杰 香港大学 BL17U1 Nature Immunology 11, 905–911 （2010-8-29） 26 王新泉组 清华大学 BL17U1 Genes & Development, 24:235-240（2010-9-4） 13.623 徐彦辉组 复旦大学 BL17U1 Nature Structural & Molecular Biology 12.273 高福组 中科院微生物所 BL17U1 12.075 许瑞明 中科院生物物理所 GENES & DEVELOPMENT 24:1876–1881 BL17U1 PNAS ,106:14837–14842(2009-8-17) 9.38 施一公组 清华大学 BL17U1 PNAS,107（28）:12487–12492（2010-7-13） 9.38 周丛照组 中国科技大学 BL17U1 Plant Cell, 22: 3093–3104（2010-9） 9.293 胡永林组 中科院生物物理所 BL17U1 8.58 王江云 中科院生物物理所 J. AM. CHEM. SOC. 132, 14812–14818(2010-10-4) BL14W1 8.58 傅强组 中科院大连化物所 JACS BL17U1 The EMBO Journal 29, 2566 - 2576 8.3 饶子和 南开大学 BL17U1 7.514 刘志杰组 中科院生物物理所 Cancer Research，69 (18):7294-7301(2009) BL14B1 Adv. Funct. Mater. 21, 133–138（2011-11-25） 6.99 杨平组 新加坡光源 Bl17U1 6 丁建平组 中科院上海生命科学院 Journal of Immunology , 184: 1361 - 1368(2010) BLl4B1 5.046 陈萍组 中科院大连化物所 Chemistry of Materials , 22: 3-5(2010) BL16B1 Macromolecules，43:602–605 (2010-1-26) 4.407 李良彬组 中国科技大学 BL16B1 Macromolecules, 43:2960–2969 (2010-3-23) 4.407 郑思珣组 上海交通大学 BL16B1 Macromolecules 4.407 郑思珣组 上海交通大学 2011-4-1
X射线微/纳探针是利用微米、纳米尺度光束对样品进行高 空间分辨、高灵敏的综合表征的实验手段，要求在样品处 的X射线束具有微小光斑尺寸、高通量和高能量分辨，对光 源的亮度具有极高的要求。 下面是不同光源条件下单色微束X射线通量的比较：
X光机(B=1010) 聚焦光斑尺寸1µm 聚焦光斑尺寸30nm 103 phs/s 0.1 phs/s 弯铁光源(B=1015) 波荡器光源(B=1019) 108 phs/s 104 phs/s 1012 phs/s 108 phs/s
是据此进行选择、 原有的线站 也将据此做相应的 改进和调整 . � 后续线站的建设计划 后续线站的建设计划是据此进行选择、 是据此进行选择、原有的线站 原有的线站也将据此做相应的 也将据此做相应的改进和调整 改进和调整.
全年开放时间约为 6000 小时。 � 光源装置要常年确保处于正常运行状态， 光源装置要常年确保处于正常运行状态，全年开放时间约为 全年开放时间约为6000 6000小时。 每条光束线可以安 国际同类装置先进水平，依托装置，不断创新。 � 光源装置性要能始终处于 光源装置性要能始终处于国际同类装置先进水平，依托装置，不断创新。 红外光束线是
上海光源首批线站及技术指标优化历程
年 1999 1999年
序 号 1 光束线名称 光源 序 号 1
年 2003 2003年
光束线名称 光源 In Vacuum Undulator BM BM In Vacuum Undulator Wiggler Undulator BM 7 Undulator 序号
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目 录
如何使用上海光源 上海光源的科研成果 上海光源关注科学问题
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同步辐射实验技术
X光与物质相互作用：吸收、散射 探测：透射光、散射光或次级粒子等 实验方法：谱学、散射(衍射)、成像、动态 物理量：能量、动量、空间、时间
高亮度同步辐射X射线源的优势
亮度的定义：单位面积光源发射到单位立体角、单位能带 宽度的光通量。 高亮度光源 ⇒ 可在样品处获得高通量、小光斑、高准直和 窄带宽的X射线光束。 高通量 ⇒ 高速、高灵敏的探测 小光斑 ⇒ 高空间分辨本领 高准直 ⇒ 高动量分辨本领 窄带宽 ⇒ 高能量分辨本领 高亮度同步辐射X射线光源为X射线实验技术和应用带来了 革命性的发展。
1
生物大分子晶体学 X射线衍射 XAFS 硬X射线微聚焦及应 用 X射线成像及生物医 学应用 软X射线谱学显微 X射线小角散射
2 3
2 3
2 3
4
4
4
5 6
医学应用 软X射线相干显微学
Wiggler Undulator
5 6
X射线成像及医学应用 软X射线扫描显微 X射线光刻及微纳加工
5 6
7
LIGA
年 2006 2006年
光束线名称 光源 In Vacuum Undulator BM Wiggler In Vacuum Undulator Wiggler Undulator (EPU) BM
生物大分子晶体学 高分辨率衍射与散射 XAFS 硬X射线微聚焦
Wiggler BM BM BM
生物大分子晶体学 高分辨率衍射与散射 XAFS 硬X射线微聚焦及应用
举例：X射线微/纳探针
可见，高性能的X射线微探针只能在第3代同步高亮度的波 荡器光源上实现。
举例：谱学
X射线吸收谱(XAFS)： � 快速时间分辨谱学实验：需要高通量的多极wiggler光 源或高亮度的undulator光源 � 低浓度样品的吸收谱学实验：需要高通量的多极 wiggler光源或高亮度的undulator光源 � 微束吸收谱学或谱学显微实验：只在高亮度的第三代同 步辐射undulator光源上才能发展。 硬非弹性散射(IXS) � 由于非弹性散射实验需要的X光能量分辨率达到10-8， 另外由于非弹性散射截面非常小，要求光源具有很高的 通量和准直性，在高亮度的第三代同步辐射undulator 光源出现后才得到发展。
黑龙江4 吉林3 新疆1 甘肃2 内蒙古 宁夏 辽宁3 ⊙北京39 ⊙天津5 河北 山西2 山东3 江苏12 安徽3 江西1 福建4 台湾1 ⊙上海40 浙江4
青海 西藏
陕西1 河南2 四川6 湖北6 湖南2
University 72 Institute 66 Hospital 12 Company 12 Number 4733 User 2136
(30-50) 年. � 装置的科学寿命估计为 装置的科学寿命估计为(30-50) (30-50)年
个直线节中的 18 条用于引出光 20 20个直线节中的 个直线节中的18 18条用于引出光 ,从其中的 8个直线节分别引 束线 束线, 从其中的8 .计划引出不少于 出两条光束线 出两条光束线. 插入件光束线。 26 26插入件光束线。
上海光源的科学与用户
2011年3月25日 张江
徐洪杰
目 录
如何使用上海光源 上海光源的科研成果 上海光源关注科学问题
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目 录
如何使用上海光源 上海光源的科研成果 上海光源关注科学问题
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上海光源的科学能力和发展路线
每条光束线可以安装 用户装置 ，是国家级实验平台，对国内外广泛的开放。 � 上海光源是 上海光源是用户装置 用户装置，是国家级实验平台，对国内外广泛的开放。 64 个实验 不少于 不少于64 64个实验 ,所以 至少一个实验站 至少一个实验站, 站可以同时供 计划引出总数的 (10-15)%, 发达国家在装置运行十年后线站数 � 通常第一批建设的线站是 通常第一批建设的线站是计划引出总数的 计划引出总数的(10-15)%, (10-15)%,发达国家在装置运行十年后线站数 上海光源具备安装不 光，近千位科技 64 条光束线和近 (80-90)%. 少于 少于64 64条光束线和近 可以达到计划引出总数的 可以达到计划引出总数的(80-90)%. 百个实验站的能力 . 最新需求 。 线站设置要能够满足科学技术不断发展的 线站设置要能够满足科学技术不断发展的最新需求 最新需求。 � 人员可以同时作 实验。
举例：蛋白质晶体学
蛋白质(特别是蛋白质复合物)的结构复杂、分子量大，生长 出的晶体具有大的晶胞尺寸和小的晶体尺寸，衍射能力弱。 研究这类晶体的三维结构对X射线光源提出了同时具有高通 量、高准直和小光斑的高要求。 高通量：高的衍射信号强度、快速获得衍射图像(采集1幅衍 射图像时间可达1秒) 高准直：大大减小由于蛋白质晶体的不完整性引起的衍射点 展宽，显著提高衍射实验数据信噪比，从而大大提高结构测 定的分辨率。 小光斑：对微小的蛋白质晶体(小于100微米甚至10微米)获 得高信噪比衍射信号的必要条件。
⊙重庆
贵州1 云南1 广西1
广东7 澳门 ⊙⊙香港4
海南1
新加坡2 澳大利亚1
用户研究领域分布
Distribution of users’ research fields
Enviroment Science 10% Others Chemistry and 1% Chemical 12% medicine and medical 7% Archaeology 3% Life Science 10%
, 装至少一个实验站 装至少一个实验站, ,计划 光源加速器新技术和新思想 垂直引出 垂直引出, ，使光源加速器的各种性能不断改进提高。 � 研究和发展 研究和发展光源加速器新技术和新思想 光源加速器新技术和新思想，使光源加速器的各种性能不断改进提高。 所以上海光源具备 4条 引出不少于 引出不少于4 新的束线技术 ，以满足新建线站的需求。 � 研究和发展 研究和发展新的束线技术 新的束线技术，以满足新建线站的需求。 近百个实验站 安装 安装近百个实验站 红外光束线。 . 的能力 的能力. 新的实验仪器和实验方法 ，提高现有实验水平，开拓新的科学研究领域。 � 研究发展 研究发展新的实验仪器和实验方法 新的实验仪器和实验方法，提高现有实验水平，开拓新的科学研究领域。 40 块偏转磁铁 ,从每个直线节上 共有 共有40 40块偏转磁铁 块偏转磁铁, (约17 块)引出两条光束 游的偏转磁铁 游的偏转磁铁( 17块 线(1 °和3°), 计划引出不少于 34 条 ),计划引出不少于 计划引出不少于34 34条 弯铁光束线。
用户与讲习班
� 讲习班是国际公认的培训和发展用户的行之有效的方法。 �上海光源在国家基金委的支持下泥举行系列讲习班，约为每 年5-6期，每期讲习班针对不同的实验方法。 �讲习班主要针对青年科学家和研究生，也包括部分新用户。 �上海光源是首次举行系列讲习班，如何使讲习班更加实用和 有效尚需积累经验。 �感谢国家基金委数理学部的支持，感谢各位老师的支持。
� 截止2010年12月31日，首批7条光束线站累计提供用户机时 5287时段
（共计42296小时），已执行通过专家评审的课题 1115个，涵盖生命科 学、凝聚态物理、化学、材料科学、地质考古学、环境和地球科学、高 分子科学、医学药学、信息科学等学科，涉及 162家单位（高校 72、研 究所66、医院12、公司12），实验人员达 4733人次，共计2136人。并 且向企业用户提供了约 500小时(付费)机时用于技术研发 .
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上海光源与世界同类光源比较
加速器开机率 (Availability) 92.4% 94.0% 96.0% 平均故障间隔时间 （MTBF） 10.6小时 30.0小时 36.3小时
英国Diamond光源（07年） 瑞士SLS光源（02年） 上海光源SSRF
User Distribution (to Dec 31,2010 )
举例：X射线成像
成像：空间分辨、像素数、每秒祯数。 X射线显微成像：利用高亮度的第三代同步辐射undulator光 源，可以进行微米/亚微米空间分辨、采集时间小于每祯1毫秒 甚至达到微秒的高速显微成像，实现超快时间分辨的2维实时 动态显微成像或3维高速显微CT；也可实现每祯1秒-1毫秒、 空间分辨好于30nm的纳米成像和CT。 X射线相干衍射成像：X射线相干衍射成像是利用物体的相干X 射线衍射花样重构出纳米(好于10nm)尺度空间分辨物体图像的 实验方法。该方法要求光源具有高的相干光子通量，在高亮度 的第三代同步辐射undulator光源出现后才在实验上获得成功。