90个足球场大的“超级放大镜”！看透航空发动机能看清原子动态

2025-12-02 11:24:02

　　

　　哈喽，大家好，我是小睿，在北京怀柔科学城，藏着个“巨无霸”，占地976亩的高能同步辐射光源，足足有90个足球场大，

　　从天上往下看，环形的“镜框”围着中心区域，活像个超大号放大镜，这东西叫HEPS，10月29日刚通过工艺验收，马上要正式“上班”了。

　　它可不是摆着看的，航空发动机的“内伤”、蛋白质的微观结构，甚至原子的动态变化，它都能看得一清二楚。

　　可能有人问，咱们已经有北京、合肥、上海三个同步辐射光源了，为啥还要花大力气建HEPS？我去采访时，HEPS工程总指挥潘卫民研究员举了个例子：“以前检测航空发动机叶片，三代光源只能看到表面裂纹，内部0.1微米的细小裂纹根PG电子网站本看不见，这些裂纹上天后可能引发大事故。”

　　说白了，咱们之前的三代光源主打中低能区，像台“表面探测器”，擅长看材料表面的细微变化。但碰到航空发动机叶片、核反应堆压力容器这种厚重样品，或者要抓原子级的动态过程，它就“力不从心”了。

　　HEPS是全亚洲第一台第四代同步辐射光源，电子束流能量达6GeV，能发出300keV的X射线，穿透力和亮度都翻了量级。

　　中国航发的工程师早就盼着它了，他们之前为了检测一片叶片，得用传统X光机反复扫，还得解剖部分样品，耗时又损耗，现在有了HEPS，不用拆叶片就能穿透厘米厚的金属，把内部裂纹的大小、形状精准定位，连裂纹周围的应力变化都能测出来。

　　HEPS的本事全靠三个“独门绝技”，第一个是穿透力超强。300keV的X射线可不是闹着玩的，厘米厚的钢铁、陶瓷都能轻松穿透，除了航空发动机，考古领域也能用上。

　　故宫文物修复专家李老师说：“我们有件唐代青铜器，一直不敢拆，想知道内部铸造结构。HEPS能在不损伤文物的情况下，看清里面的范铸痕迹，比CT精度高10倍。”

　　第二个绝技是亮度极高，它的光子亮度比太阳高1万亿倍，是三代光源的100到1000倍。亮度高意味着看得更清，中科院微生物所的团队已经尝过鲜了。

　　他们研究一种抗癌药物的靶蛋白，之前用三代光源解析结构要花一周，用HEPS3小时就搞定了，还看清了之前没发现的氨基酸侧链排列。“这能帮我们更快设计出靶向药，让研发周期缩短一半。”团队负责人说。

　　第三个绝技是抓得够快，它有皮秒级时间分辨率，1皮秒等于万亿分之一秒，堪比高速摄像机。

　　工业催化领域的研究员王博士给我看了段实验影像：“这是汽车尾气催化剂工作时的画面，以前只能推测金属原子的移动，现在能直接拍到它们的动态轨迹，这样就能优化配方，让尾气净化效率再提20%。”

　　HEPS刚通过验收，科研圈就炸了，现在已经有20多个科研团队提交了实验申请，涵盖航空、能源、医药、考古等多个领域。北京协和医院的团队想用来研究阿尔茨海默病的致病蛋白，他们希望通过HEPS看清蛋白聚集的动态过程，找到发病机制。

　　建设过程中，工程团队还解决了不少难题。比如环形加速器的磁铁精度要求极高，误差不能超过头发丝的千分之一。

　　工程师们反复调试，用了三年时间才达到标准。潘卫民研究员说：“以前这种高精度磁铁依赖进口，现在我们全自主研发，成本降了三分之二。”

　　最让人振奋的是，HEPS跻身世界五大高能同步辐射光源之列，填补了我国高能区的空白。以前要做高能区实验，得去国外排队，现在在国内就能搞定。

　　清华大学的张教授说：“以前去欧洲做一次实验要等半年，花费几十万，现在在家门口就能做，还能随时调整方案。”

　　这台“超级放大镜”不只是个大工程，更是国之重器。它能帮我们啃下航空发动机、抗癌药物等硬骨头，未来还会催生出更多颠覆性发现。科技自立自强，靠的就是这些实打实的突破。

　　是真的吗？是真的就是中国干了一件，比盖大楼有意义，和强国的大棋，希望不是媒体赚碗饭吃杜撰的，国之大幸

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