作者:高雅丽 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/31 20:07:23
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李儒新:我国具备实现第五代同步辐射潜力

 

“高功率激光和高能粒子加速器一般归属于不同的学科领域,近年来两个学科相互促进交叉发展的趋势越来越明显,主要包括基于高功率激光的高能粒子加速器、 基于加速器的高功率X射线自由电子激光、基于高能电子与高功率激光相互作用的新型辐射源和物理学前沿研究等。”中国科学院院士李儒新在5月30日举办的中科院学部第七届学术年会上表示。

高能粒子加速器最初作为探索原子核结构的重要手段,同步辐射装置、自由电子激光装置、闪裂中子源、对撞机等大科学装置的核心都是高能粒子加速器。

李儒新介绍,目前多个国家团队瞄准了激光尾波场电子加速技术和应用技术的结合,2020 年德国电子同步加速器研究所连续获得十万发电子束,为实现长时间稳定运行的激光等离子体加速器带来了曙光。

他表示,高能质子和重离子加速器不仅在高能物理和产生闪裂中子源方面有重要的应用价值,还能在肿瘤精准放疗方面起到作用。

“我国在激光质子加速领域做出了很多具有世界先进水平的理论和实验工作,但激光加速质子要达到放疗所要求的最大能量、流强和稳定性等要求, 仍面临着巨大的挑战。一个值得重视的方向是基于高瞬时辐射剂量的超短脉冲质子束治疗,即FLASH 放疗方案,这方面还需要质子束辐射生物学效应的进一步深入研究。”李儒新指出。

李儒新在报告中提到,基于激光电子加速器的软 X 射线自由电子激光原理验证获得成功, 为未来研制小型化 X 射线自由电子激光器奠定了重要基础。

目前,基于电子储存环的同步辐射光源作为高性能的宽波段光源用户装置,在生命科学、材料科学、物理学、化学、能源科学等研究领域发挥了不可替代的作用。

他表示,当前国际上有数十台同步辐射装置正在运行中, 其中第三代同步辐射装置是最重要的同步辐射光源装置。瑞典建成并投入使用了国际上第一个第四代同步辐射光源装置,国际上多个国家正在大力发展第四代同步辐射装置。

“与此同时, 进一步超越第四代光源的平均亮度, 获得2~3个量级以上提升并实现时空全相干辐射的所谓第五代同步辐射新原理新方法已被提出。我国科学家提出的采用衍射极限电子储存环电子束与高功率激光脉冲相互作用的角色散和调制-反调等新机制被认为具备实现第五代同步辐射的潜力。”李儒新说。

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李儒新院士(王之康/摄)

 
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