【安徽新闻联播】【“器”质不凡】追光:一束光穿透微观世界

发布时间:2025-12-20

大国重器是指拥有高度自主知识产权、具有战略意义的核心装备或重大工程,是一个国家现代制造业综合实力的代表作。习近平总书记指出,大国重器必须掌握在自己手里。要通过自力更生,倒逼自主创新能力的提升。本栏目今起推出特别节目《“器”质不凡》,带您去领略一个个大国重器的风采,今天播出第一篇《追光:一束光穿透微观世界》。

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在科学的世界里,有一束光,能穿透微观世界的迷雾,洞察分子与原子的运动,这束光的名字叫同步辐射。

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合肥光源一期副总工程师 裴元吉

这个光很强,强度比普通X光要高10的16次方倍,它是一个连续谱,还是一个脉冲光源,很多生命过程都可以研究。

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位于安徽合肥的大国重器——国家同步辐射实验室里,诞生了中国的第一束同步辐射光。

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合肥光源一期工程办主任 胡胜生

这个是我们实验室的出生证,这是我们国家第一次提到国家级共用实验室这样一个概念,把国家大科学工程建起来,促进科学技术发展。

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这束照亮微观世界的光背后究竟凝聚着怎样的奋斗超越与传承?何以照亮大国创新之路?

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12月初,合肥先进光源的工地上迎来了一批特殊的访客,来自20多个国家的同步辐射行业专家汇聚于此,仰望一只已然成型的“科研巨眼”,作为国际最先进的第四代同步辐射光源之一,合肥先进光源即将进入设备安装调试阶段,它将望向人类未曾抵达的微观世界。

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法国SOLEIL同步辐射光源博士 Amor Nadji

先进光源的进展真的令人印象深刻,你们的准备工作做得很好,接下来将实现一个新的里程碑。

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瑞士保罗谢尔研究所(PSI)教授 Gabriel Aeppli

你们在建一个有远大目标的光束线,毫无疑问,你们的光源将在世界范围内有足够的竞争力。

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40年前,一个国外元件,我们求而不得,40年后,一座大国重器,迎来世界观摩!从追赶者到领跑者,这道闪耀东方的光芒,也照见了几代人跋涉足迹,这其中就有和同步辐射打了一辈子交道的胡胜生,今年80岁高龄的他依然奔波在项目一线,时光染白了他的鬓发,但他眼中的“光芒”越发璀璨。

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合肥光源一期工程办主任 胡胜生

这里产生的软X射线亮度将比第三代光源高出百倍以上,好比把白炽灯升级到激光,这些突破速度,远超我们40年前的想象。

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上世纪70年代末,世界科技浪潮奔涌,“前沿科技的眼睛”同步辐射已经成为发达国家竞相布局的科研重器。面对与国际先进水平越拉越大的差距,1977年,百废待兴的中国在科学的春天到来之际,决定启动自己的同步辐射装置建设。那一年,在中国科学技术大学的校园里,包括胡胜生在内的一批平均年龄不到35岁的科研人员,接过了这份沉甸甸的国家使命。

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合肥光源一期工程办主任 胡胜生

当时我们国家的科研基础比较落后,工厂条件就更差了,好多工厂就没干过这种高精密的加工,困难不是一般的大。别人也充满对我们的怀疑,觉得你们这些老师讲课可以,但是你们要搞大科学工程,把东西做出来,抱有怀疑的人还真不少。

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尽管面临工业基础落后、甚至校内也有“不如把钱分给各系”的质疑,他们毅然踏出了第一步——从最基础的“预制研究”开始,没有现成的技术、没有成熟的工艺、一切都要从零摸索。直线加速器研制负责人裴元吉,是与胡胜生并肩作战的“老领导老战友”,85岁高龄的他对此深有体会,当时,加速器的核心部件加速管在国内尚属空白,他曾希望从美国获取不用的加速管进行实验,但仅一根3米长的旧加速管,对方却开出了8万美元的天价。

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合肥光源一期副总工程师 裴元吉

(加速管)它的加工精度要小于5个微米,我们头发丝大概是7、80微米,当时国内没有哪家(工厂)能做这个事情,所以我们自己做,当时我们从买机床、培养工人开始做,大家加班加点的干,这有个同志一个月加了200多小时(的班)。

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这样的故事在那个时候并非个例。为了打造高精度磁铁,技术人员远赴沈阳的精密仪器厂与从未做过磁铁的工人们一起攻关,在寒冷的车间度过春节;为了研制高频腔,技术人员在贵州深山洞穴中与军工师傅同吃同住,在一线摸爬滚打。三年预研期间,他们突破了一系列关键核心技术,创造了中国加速器领域的四个“第一”(非编出)。1983年国家正式批准同步辐射实验室项目上马。

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合肥光源一期工程办主任 胡胜生

这就是我们实验室的出生证,1983年4月8号国家计委正式批准建设国家同步辐射实验室,这是我们国家第一次提到国家实验室这样一个概念,我们不能辜负这光荣的名字和国家使命。

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接过国家使命,接下来的6年是汗水与信念交织的攻坚岁月,科技工作者将炽热的报国情怀融进每一项严格的技术指标里。这种刻在骨子里的精益求精,最终为奇迹铺平了道路,1989年合肥同步辐射装置开始调试,同年的4月26号,中国第一束自行设计、建造的同步辐射光终于亮了起来,从总调到出光全程仅用了23小时,创造了让世界瞩目的“中国速度”!

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合肥光源一期副总工程师 裴元吉

23小时出光,当时的世界上是没有的!外国人人家来看,问这些部件都是谁做的,我当时就告诉他们“all of these made in china”,就是很自豪地告诉他们。

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这束光很快就在一个个关乎未来发展的重点产业中,发挥了它不可替代的作用。面向国家重大需求和民生需要,一批批科研团队依托这个大科学装置展开了密集实验,在航发动机燃烧、煤化工能源转化、先进薄膜材料、大光栅技术等领域,取得了一系列开创性的研究成果,

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合肥先进光源常务副总指挥、副总工程师 刘啸嵩

你看到的一条条光束线,是把我们需要的光提取出来,最后到实验站里面对各种样品开展实验研究,各个领域的科学家从物理、化学、材料、生物都可以来我们光源上做实验。

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接过裴元吉、胡胜生等这一代“传光”火炬的,是新一代光源建设团队,刘啸嵩是其中的领军者之一。摆在他面前的是一道新的命题,如何让这道前沿的光普照产业创新的一线?

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合肥先进光源常务副总指挥、副总工程师 刘啸嵩

我们正在建设的合肥先进光源英文叫“HALF”,代表着建好光源只完成了一半的任务,另一半就是全国各个领域科研人员和产业用户大家一起把他用好,才能够发挥真正的作用。

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面对科学研究和企业需求中间的认知鸿沟,刘啸嵩他们从实验室里的研究员化身奔走一线的“科学推销员”,主动出击,走进企业,对接需求、讲解技术,用一次次合作搭建起科学与产业之间的桥梁。

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合肥先进光源常务副总指挥、副总工程师 刘啸嵩

我们实验室和安徽本地的50多家企业进行了技术上的交流和洽谈,去年我们也走访了长三角地区上百家企业,了解企业在研发过程的技术需求,与他们对接。

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距实验室不远的中科焓能新能源公司,就从这束光里找到了破解研发难题的突破口,企业在开发氢能高效催化剂的过程中遭遇瓶颈,由于国内实验室的传统手段难以观测催化剂的反应过程,这使得他们的研发很长一段时间都是在黑暗中艰难摸索,直到他们遇到了同步辐射这个“超级显微镜”。

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中科焓能(安徽)新能源科技有限公司 技术总监 张伟

我们很难去直接观测到催化剂在实际化学反应中起到的作用,通过同步辐射吸收谱学以及红外谱学这些尖端技术,我们可以实时地看到催化剂表面的一些反应物种,包括导致催化剂失活的一些杂质,最终成功研制出了我们国内首款的低贵金属催化剂,将贵金属用量降低50%以上。

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眼下,从实验室引出的每一束光,都在持续为科技创新与产业升级注入耀眼能量。越来越多企业“趋光”而来,主动携手中国科大,利用同步辐射技术开展研发。如今,新能源汽车的动力电池隔膜,手机平板显示屏中的偏光膜,背后都有这束“合肥之光”的技术支撑。而从大科学装置建设中衍生的关键技术,也像母鸡“下蛋”般,孵化出中科光栅、中科优材等一批高科技公司,推动曾依赖进口的关键光学元件和光学膜,走上了产业化前沿。

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合肥先进光源常务副总指挥、副总工程师 刘啸嵩

“合肥光源”目前服务了数以万计的用户,实验室建设过程当中的技术孵化转移已经形成了8家公司,目前我们在跟合肥市一起推进建设长三角光子产业研究院过程中,有超过10家企业表达了明确合作意向,在新光源园区内建设联合实验室做产品开发。

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党的二十届四中全会提出,加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力。“十四五”期间这束“合肥之光”圆满完成了一次次能力跃升,“十五五”即将到来,合肥先进光源日益锐利的“科研之眼”将以百倍的亮度与空前的精度,为材料科学、生命健康与能源革命等关键领域提供源源不断的创新动能。而在实验室的另一端,更年轻的“追光人”已经做好了准备。

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合肥光源实验部副主任 刘毅

作为新一代“追光人”,在老一辈科学家他们精神的指引下,我们有信心、有能力、有经验,建设好合肥先进光源,让它成为助力我国产业发展科技创新的利器。