9月30日，深圳光明科学城北麓，莲塘水库畔，一项总投资114亿元的大科学工程按下“加速键”。
深圳中能高重复频率X射线自由电子激光项目西区主体工程正式启动建设，标志着这一“国之重器”进入全面加速建设阶段。
深圳建市以来最大的科学工程
这是深圳建市以来投资规模最大的大科学装置，也是全国首台由地方主导投资建设的先进光源大科学装置。
项目位于光明科学城大科学装置集群核心区，由深圳先进光源研究院和深圳市光明科学城发展建设有限公司联合共建，占地约40.52万平方米，总建筑面积约23.2万平方米。
它有个更通俗的名字——观察物质世界的“高速摄像机” 。
超导直线加速器
1.8公里，为什么要修这么长？
传统光源只能看到原子“在哪里”，而自由电子激光能够捕捉原子“怎么动”。
该装置基于超导直线加速器，设计电子束能量为2.5GeV，重复频率达到1MHz，出光波长覆盖1至30纳米。
简单说，它1秒钟能闪100万次光。
家用电灯泡1秒只有50次闪光，两者相差2万倍。
如此高的重复频率意味着单位时间内可产生更多X射线脉冲，实验效率大幅提升，能满足多用户同时使用。
亮度更是惊人——峰值亮度可达太阳光的100亿倍的100亿倍。
即便极微量的分子或原子，也能被高效探测。
时间分辨率达到飞秒级。
1飞秒是1秒的一千万亿分之一，光在1飞秒内只能走约0.3微米，不到一根头发丝直径的百分之一。
凭借这个“快门速度”，科学家能在生物大分子被辐射破坏之前捕获其结构信息，实现“损伤前探测”。
这就是它为什么要修1.8公里的原因。
电子束需要足够长的加速距离才能达到设计能量，后续还需要穿过波荡器产生高质量X射线。
项目总长度约1.8公里，横跨三座山体、一座水库，总土方总量超440万立方米。
波荡器
比“绣花”还精细的建设
超长只是一方面，建设真正的难题在于“稳”。
自由电子激光装置对地面振动的敏感度达到微米级。
普通土方开挖、重型车辆碾压产生的振动，都可能导致这台昂贵的“超级显微镜”失明。
建设团队联合深光院专家，经过数十次现场踏勘，编制出一套“段落—限值—工况”对照表，将1.8公里作业面划分为若干敏感段落，明确规定每段的振动阈值。
“在核心区，我们甚至要求挖掘机放慢动作，像绣花一样操作。”一名党员突击队员说。
与此同时，项目还面临另一道难关：
核心区域的重型桥涵紧邻莲塘水库管理红线，涉水审批按常规路径难以匹配标准。
这一僵局从项目筹备初期就存在，直到2024年9月，历时三年的涉水审批死结终于被解开，为场平施工全面铺开抢出了关键窗口期。
西区先建，2032年出光
本次启动的西区主体工程，主要包含低温大厅A、低温大厅B及公用设施A、束流测试大厅、超导高频测试组装大厅等建筑，预计2028年建成，将承担直线加速器带束调试、加速器关键部件研发测试、超导加速器模组批量集成等任务。
按照规划，装置预计于2032年9月建成出光。
目前，第二批预研项目已进入收官阶段。
经过三年集中攻关，建设团队在超导加速器、高重复频率技术、实验站关键设备等领域取得了一系列里程碑式突破。
今年6月，桌面软X射线光源、高重频超快激光系统、高精度同步系统三项核心预研样机通过验收，各项技术指标均优于合同标准。
它到底能做什么？
这是全球唯一一个优势波段位于软X射线波段的高重频自由电子激光装置，建成后将填补我国在该波段的布局空白。
在产业层面，它将为极紫外光刻、量子材料、生物医药等关键核心技术突破提供变革性机遇。
在基础研究层面，它可为物理、化学、生物、医药、材料、能源、环境等领域提供最先进的大科学实验平台。
更重要的是格局意义。
该装置建成后，将与上海硬X射线自由电子激光装置、大连相干光源等设施，共同构成由南到北、能区互补的中国先进自由电子激光装置群。
从莲塘水库畔的“绣花式”施工，到1.8公里长的“科创光剑”穿山跨水——六年之后，这束光将照亮中国科学家探索微观世界的新路径。
热门跟贴