上海光源基本僅能滿足1/4的機(jī)時(shí)申請(qǐng)，盡管這已是世界上最繁忙的大科學(xué)裝置，幾乎晝夜不停運(yùn)轉(zhuǎn)，每年開機(jī)時(shí)間長達(dá)7000個(gè)小時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)供光約為5500小時(shí)。

　　“光源”是大科學(xué)裝置“同步輻射光源”的簡(jiǎn)稱，被譽(yù)為“前沿科研的眼睛”。“發(fā)光”是光源的主責(zé)主業(yè)，從這里產(chǎn)生的X射線亮度是普通X光機(jī)的幾十億倍。這就像一臺(tái)“超級(jí)顯微鏡”，讓微觀世界“纖毫畢現(xiàn)”。

　　一位光源用戶感慨，同步輻射光對(duì)幾乎所有自然科學(xué)學(xué)科都有促進(jìn)作用，很少有大科學(xué)裝置應(yīng)用范圍如此廣泛。正因如此，光源常常“忙不過來”。

　　長三角是同步輻射裝置資源相對(duì)豐富的區(qū)域：上海光源是中國大陸第一臺(tái)第三代同步輻射光源，合肥同步輻射光源是我國第一臺(tái)自主建設(shè)的專用同步輻射裝置，合肥先進(jìn)光源作為亞洲唯一低能量區(qū)第四代同步輻射光源正在加緊建設(shè)中。

　　同時(shí)，為進(jìn)一步擴(kuò)大供給，長三角地方政府、高校、產(chǎn)業(yè)等與國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新合作模式，開展共建線站的探索：蘇州大學(xué)投入1200萬元與合肥光源共建線站，35%機(jī)時(shí)自用，65%開放共享；金華與浙江師范大學(xué)共建浙江光電子研究院，拿出2000萬元，在合肥光源建設(shè)金華線站，著重服務(wù)企業(yè)用戶；中國石化將上海光源能源化工科學(xué)實(shí)驗(yàn)室落戶上海張江，并委托上海光源建設(shè)三條光束線站。在蘇州、金華等地，更多同步輻射裝置建設(shè)也已提上日程。

　　跨域協(xié)同提升大科學(xué)裝置的供給效率，長三角正攜手破題。

　　需求旺盛，機(jī)時(shí)緊張

　　“古代鍛造一把刀，想要刀更鋒利，就要邊打邊看，打一下，看它彎曲的弧度對(duì)不對(duì)，再慢慢調(diào)整，直到刀刃呈現(xiàn)出最好的狀態(tài)?！焙戏使庠唇鹑A線站負(fù)責(zé)人焦學(xué)琛說，利用同步輻射裝置做實(shí)驗(yàn)，便等同于這個(gè)“看”的過程。中科大國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室研究員葉逸凡解釋：“光的亮度越高，能看到的東西越多?！?/p>

　　對(duì)于大多數(shù)自然科學(xué)領(lǐng)域的研究來說，同步輻射裝置都是一種“好用”的實(shí)驗(yàn)工具，其價(jià)值在科研領(lǐng)域已經(jīng)得到公認(rèn)，需求越發(fā)旺盛。

　　不過，光源機(jī)時(shí)供給卻是相對(duì)一定的。已經(jīng)投入運(yùn)行的幾個(gè)同步輻射裝置容量都已接近飽和?！皩?shí)驗(yàn)站不能無限增加?！敝袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室研究員儲(chǔ)旺盛說，光源建設(shè)完成后，能容納多少個(gè)實(shí)驗(yàn)站已經(jīng)決定了。

　　如此一來，同步輻射裝置長期處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，機(jī)時(shí)競(jìng)爭(zhēng)自然激烈。

　　光源免費(fèi)向科研用戶開放，采用申請(qǐng)制，用戶要提交申請(qǐng)報(bào)告，由各領(lǐng)域?qū)＜医M成的用戶委員會(huì)進(jìn)行評(píng)審。評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)涉及多個(gè)方面，包括課題的重要性、設(shè)備使用的必要性、實(shí)驗(yàn)方案的可行性、產(chǎn)出成果的價(jià)值、申請(qǐng)機(jī)時(shí)的合理性等，專家綜合考慮后給出評(píng)分。

　　準(zhǔn)備稍顯不足的科研工作者便會(huì)被篩選出來，無法獲取光源機(jī)時(shí)；或者原本需要進(jìn)行更長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，只能爭(zhēng)取到一兩天。

　　也有企業(yè)用戶對(duì)光源提出機(jī)時(shí)申請(qǐng)，不過難度更大，尤其對(duì)于初創(chuàng)的小企業(yè)而言。對(duì)于提交的申請(qǐng)，評(píng)審原則上要求研究成果具有普適性或公益性，企業(yè)用途和實(shí)驗(yàn)成果大部分需要公開。畢竟，大科學(xué)裝置由國家出資建設(shè)和維護(hù)，若企業(yè)的實(shí)驗(yàn)只為自身謀利，恐怕與裝置建設(shè)初衷相悖。對(duì)于企業(yè)而言，大多數(shù)時(shí)候，同步輻射裝置“可望不可即”。

　　“同步輻射是非常先進(jìn)的工具，要跟國際科學(xué)家同臺(tái)競(jìng)技，一個(gè)拿得出手的工具非常重要?！碧K州大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授鐘俊說。2010年之后，同步輻射裝置的用戶數(shù)量呈“指數(shù)級(jí)”“爆炸式”增長，鐘俊比畫出一條幾乎垂直上升的曲線。

　　尤其近幾年，產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)于同步輻射裝置的需求逐漸涌現(xiàn)。國內(nèi)一些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域率先爆發(fā)，比如新能源汽車，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)鏈搭建等都是國內(nèi)原創(chuàng)，國外也找不到更先進(jìn)的技術(shù)，若想實(shí)現(xiàn)迭代升級(jí)，唯有研發(fā)一條路。比如，寧德時(shí)代專門組建團(tuán)隊(duì)，面向市場(chǎng)應(yīng)用攻關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)問題，對(duì)光源等大科學(xué)裝置的需求自然產(chǎn)生。

　　此外，要在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，破解“卡脖子”難題，同步輻射裝置同樣不可或缺。儲(chǔ)旺盛舉例：“芯片的生產(chǎn)過程中，需要一種電子氣，純度要達(dá)到10的-9次方，通常國內(nèi)只能實(shí)現(xiàn)10的-6次方，差了三個(gè)量級(jí)，這種原材料長期依賴進(jìn)口。純度要求太高，實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)手段都難以檢測(cè)出來，需借助同步輻射這種高端儀器。”

　　“人們佩戴的眼鏡鏡片有一層光學(xué)膜，往往進(jìn)口的鏡片更貴，國產(chǎn)化造不出相同等級(jí)的光學(xué)膜。大家每天都會(huì)使用的手機(jī)屏幕，其中的某一層光學(xué)膜國內(nèi)只能做中端，做不了高端產(chǎn)品?！苯箤W(xué)琛介紹，國內(nèi)不少企業(yè)都在相關(guān)領(lǐng)域嘗試突破，這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵之一在于“均勻”，但由于光學(xué)膜是透明的，肉眼無法看清，只有借助同步輻射裝置才能找到不均勻的原因，從而有的放矢完善工藝。

　　可以預(yù)見的是，隨著我國科研水平不斷提升，產(chǎn)業(yè)實(shí)力逐漸加強(qiáng)，在更大范圍內(nèi)參與國際競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)同步輻射等大科學(xué)裝置的需求將愈發(fā)強(qiáng)烈。目前，北京高能光源與合肥先進(jìn)光源正在建設(shè)中，無論在強(qiáng)度還是亮度上，四代光源幾乎達(dá)到衍射極限。

　　線站共建，機(jī)制創(chuàng)新

　　在同步輻射裝置內(nèi)，有一個(gè)環(huán)形的通道，里面存儲(chǔ)了通過加速器而產(chǎn)生的“優(yōu)質(zhì)的光”，而光束線站，就是把光束傳輸、調(diào)節(jié)和優(yōu)化后，引導(dǎo)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)站通道。通過光束線站，這些“優(yōu)質(zhì)的光”可以被科研人員用于做各種各樣的實(shí)驗(yàn)。

　　不同線站都有對(duì)應(yīng)的細(xì)分領(lǐng)域，有做電池的，有搞能源催化的，有關(guān)注純物理的，也有適用于環(huán)境研究的，不同領(lǐng)域線站設(shè)計(jì)不同，發(fā)出的X射線也不盡相同。如果特定范圍內(nèi)用戶數(shù)量不夠，線站會(huì)面臨“用不上”的窘境。

　　正因如此，無論上海光源還是合肥光源，都秉持開放的態(tài)度，歡迎各方共建。一方面，線站造價(jià)高昂，每增加一條線站一次性投入幾千萬元，共建能夠保證資金來源，緩解經(jīng)費(fèi)壓力。另一方面，領(lǐng)域內(nèi)已有共識(shí)，愿意出錢說明是真需求，基于市場(chǎng)調(diào)研和需求征集的共建，能夠保證足夠的用戶儲(chǔ)備。

　　早在2012年，中國科學(xué)院院士、蘇州大學(xué)教授李述湯便意識(shí)到了同步輻射在未來研究中的重要性，在他的推動(dòng)下，蘇州大學(xué)-西安大略大學(xué)同步輻射聯(lián)合研究中心正式揭牌，并依托國家在能源領(lǐng)域的戰(zhàn)略規(guī)劃，向合肥光源提出共建線站的設(shè)想。

　　消息一出，在學(xué)界引發(fā)不小的震動(dòng)，當(dāng)時(shí)，還未有高校投入經(jīng)費(fèi)建設(shè)線站的先例，蘇州大學(xué)邁出了第一步。

　　直到2020年，蘇州大學(xué)與合肥光源共建的線站才開放使用，鐘俊成為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一。作為“第一個(gè)吃螃蟹的”，中間經(jīng)歷了很多復(fù)雜過程，需要各方反復(fù)協(xié)商?！肮庠词侵袊茖W(xué)院的，蘇大又是高校，兩邊體制不兼容，很多路徑需要共同探索?！碧K州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院副院長張亮說。

　　雖然前方阻礙重重，“過關(guān)斬將”的需求卻很強(qiáng)烈。35%是自留機(jī)時(shí)，供蘇州大學(xué)內(nèi)部分配，65%開放給全國高校申請(qǐng)。線站建成后，以前部分只能倉促結(jié)束的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在可以用更長的時(shí)間系統(tǒng)化完成；學(xué)科建設(shè)成效顯著，基于該線站的研究在國際頂刊發(fā)文章超過240篇。

　　蘇州大學(xué)的經(jīng)驗(yàn)積累下來，也給了后來者信心。10年后，金華科技部門提出與合肥光源共建線站。2022年底，項(xiàng)目立項(xiàng)。2023年元旦前，資金到位。這次，僅用了20個(gè)月，金華線站便建設(shè)完成，這是我國第一條軟X射線共振散射線站、國際獨(dú)有的超大型薄膜加工原位裝置。

　　金華線站意在服務(wù)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。相關(guān)知情人士告訴記者：“以前，科學(xué)大裝置由國家投錢，服務(wù)個(gè)別、零星的大企業(yè)，并不成規(guī)模。浙江有很多創(chuàng)新企業(yè)，要得到大裝置支持比較困難，金華想在合肥先建一個(gè)線站試一試?！?/p>

　　不過，線站建成后，企業(yè)需求并未如預(yù)期那般洶涌而至。畢竟，組建專門研發(fā)團(tuán)隊(duì)，大力投入原創(chuàng)科研的企業(yè)是極少數(shù)，大部分企業(yè)對(duì)于同步輻射裝置的功能還沒能形成清晰認(rèn)識(shí)，更別提充分利用。這中間需要專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)。

　　金華率先嘗試。2022年夏天，金華市人民政府與浙江師范大學(xué)共建浙江光電子研究院。線站投入運(yùn)營以后，焦學(xué)琛便從合肥光源的研究員化身金華線站的“金牌銷售”，負(fù)責(zé)拓展用戶，引導(dǎo)有需求的企業(yè)使用線站，與企業(yè)簽訂合作協(xié)議，解決相關(guān)需求，收取線站使用的機(jī)時(shí)費(fèi)用和中介服務(wù)費(fèi)，金華本地企業(yè)能夠享受一定優(yōu)惠政策。

　　焦學(xué)琛認(rèn)為，合肥光源金華線站能夠?yàn)槠髽I(yè)提供量化的結(jié)構(gòu)分析，能加強(qiáng)企業(yè)的核心技術(shù)，同時(shí)，能夠給企業(yè)帶來一個(gè)可供講述的、科學(xué)性的故事。解釋清楚企業(yè)痛點(diǎn)的來源，才是企業(yè)愿意擁抱這項(xiàng)技術(shù)服務(wù)的根源。

　　金華線站目前接待企業(yè)用戶課題10余項(xiàng)。開拓市場(chǎng)并不容易，甚至要吃閉門羹，不過焦學(xué)琛仍然干得起勁，“更多的機(jī)時(shí)開放給企業(yè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)自身造血，服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈提質(zhì)升級(jí)，這是我們必須要做的一件事”。

　　另外，光源與產(chǎn)業(yè)直接聯(lián)手也有嘗試。2021年，中國石化上海光源能源化工科學(xué)實(shí)驗(yàn)室落戶上海張江，項(xiàng)目由“三條光束線站”和“輔助實(shí)驗(yàn)室”構(gòu)成，投資規(guī)模4億元。這標(biāo)志著同步輻射裝置與工業(yè)用戶合作開了先河。項(xiàng)目建成后將為中國石化以及公共用戶的基礎(chǔ)科學(xué)研究提供技術(shù)支持和服務(wù)。

　　目前，在建的合肥先進(jìn)光源等熱切期待更加廣泛與開放的合作，尤其在長三角，地方實(shí)力強(qiáng)、高校數(shù)量多、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好，更多樣的合作機(jī)制等待發(fā)現(xiàn)與探索，也充滿創(chuàng)新的可能性。

　　光源跨域，資源同享

　　在長三角，未來，關(guān)于光源的跨域合作有更加廣闊的想象空間——除了已經(jīng)投入運(yùn)行的合肥光源、上海光源，已經(jīng)開工建設(shè)的合肥先進(jìn)光源，江蘇蘇州和浙江金華可能會(huì)再建同步輻射裝置。

　　2020年，金華便啟動(dòng)浙江產(chǎn)業(yè)光源建設(shè)專班。浙江光電子研究院成立以后，團(tuán)隊(duì)深入長三角地區(qū)和浙江省域的103家行業(yè)頭部企業(yè)和高校院所開展6輪光源需求調(diào)研，形成數(shù)據(jù)報(bào)告，支撐產(chǎn)業(yè)光源的設(shè)計(jì)和可研報(bào)告編制。浙江(金華)產(chǎn)業(yè)光源目前已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)光源選址、地塊研究和概念性方案設(shè)計(jì)階段。

　　2022年，蘇州實(shí)驗(yàn)室獲批成立。2023年9月，蘇州實(shí)驗(yàn)室總部基地開工，規(guī)劃有大科學(xué)裝置區(qū)域，光源束線站設(shè)計(jì)、同步輻射X射線應(yīng)用的相關(guān)科研人才在同步招聘中。

　　顯然，金華、蘇州等地不滿足于共建線站，都盼望“家門口”有個(gè)光源。一位科技領(lǐng)域的政府官員判斷，光源可能是性價(jià)比最高的大科學(xué)裝置之一。這筆賬應(yīng)該怎么算?

　　現(xiàn)行模式下，同步輻射等大科學(xué)裝置建設(shè)幾乎完全由財(cái)政撥款，并且造價(jià)高昂。以合肥先進(jìn)光源為例，2023年9月開工，總投資約為27億元，中央預(yù)算內(nèi)投資近8億元，中國科大自籌1億元，安徽省建設(shè)資金撥付超過18億元。根據(jù)已建成的光源項(xiàng)目運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行過程中的電力消耗、設(shè)備維護(hù)等，每年運(yùn)營費(fèi)用約為建設(shè)投入的十分之一。

　　再來計(jì)算回報(bào)。光源及其周邊，將吸引一批高水平科研人才。鐘俊原本在北京工作，2010年入職蘇州大學(xué)，正是聽說學(xué)校將與合肥光源共建線站，并且蘇州與上海距離很近，方便他到上海光源開展工作?！拔疑瞄L的領(lǐng)域與同步輻射相關(guān)，如果沒有相關(guān)條件，研究沒辦法開展?！?/p>

　　光源在當(dāng)?shù)芈涑珊螅耒娍∵@樣的人才會(huì)聚集過來。而同步輻射裝置是頂級(jí)的科研利器，在國防軍工、新材料、新能源、生物醫(yī)藥，甚至考古發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，相當(dāng)數(shù)量的科研人員會(huì)“趨光”而來。全國相對(duì)頂尖的一批科研人員在此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、展示課題，大型科學(xué)中心就此形成。這是一個(gè)活力社區(qū)，也是一臺(tái)創(chuàng)新引擎。

　　尤其在當(dāng)下，同步輻射裝置在國內(nèi)尚屬稀缺資源，若率先建成，光源將成為當(dāng)?shù)匦碌貥?biāo)，對(duì)城市形象的提升也有帶動(dòng)作用。

　　不過，盲目跟風(fēng)不可取，“光源熱”需要警惕。一方面，對(duì)地方政府而言，大科學(xué)裝置建設(shè)的投資并非小數(shù)目；另一方面，對(duì)于人才吸引、產(chǎn)業(yè)提升等，光源等大科學(xué)裝置能夠“錦上添花”，卻不能“雪中送炭”，當(dāng)?shù)氐目蒲袑?shí)力、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)都應(yīng)綜合考慮。

　　如今，葉逸凡等科研人員早就習(xí)慣了上海、合肥兩地跑。“合肥光源偏功能，看電子態(tài)、化學(xué)態(tài)和氫元素結(jié)構(gòu)等；上海光源偏結(jié)構(gòu)，看原子位置、晶格結(jié)構(gòu)和元素信息等更方便?！比~逸凡解釋，“合肥光源和上海光源的互補(bǔ)性非常強(qiáng)，如果這些信息不放在一起，沒辦法把整個(gè)過程想清楚?！?/p>

　　一位相關(guān)領(lǐng)域的科研人員告訴記者，保守估計(jì)，超過一半的高水平成果都由幾個(gè)光源合作完成。

　　不僅如此，光源建設(shè)階段，上海與合肥科研人員經(jīng)常進(jìn)行技術(shù)交流，雙方相互擔(dān)任科技委、用戶委專家，指導(dǎo)裝置建設(shè)運(yùn)行和規(guī)劃；在人才培養(yǎng)工作上，兩地光源也會(huì)交換學(xué)生，聯(lián)合培養(yǎng)，雙向輸送?？梢哉f，“關(guān)系”相當(dāng)親密。

　　近年來，滬蘇浙皖簽署長三角重大科技基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)動(dòng)發(fā)展合作備忘錄，協(xié)同推進(jìn)以光子科學(xué)為核心的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施集群開放共享，為長三角區(qū)域產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新提供了有力支撐，利用光子科學(xué)設(shè)施形成的有關(guān)研究成果已應(yīng)用于京東方、聯(lián)影等長三角企業(yè)產(chǎn)品中。

　　在不久的將來，科研人員或許要上海、合肥、蘇州、金華等多地跑，不過這是“幸福的煩惱”。長三角幾個(gè)光源建成后，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，成為世界一流的探測(cè)微觀世界的利器，共同發(fā)出“神奇之光”，輝映新的光芒，照亮科研之路。(記者 鞏持平 劉暢)