连续变焦超长超高真空准直、聚焦系统和水冷双晶单色器
同步辐射光源是生命科学、材料科学等众多前沿学科和应用领域进行基础研究和应用研究的一种最先进又不可替代的工具和实验平台。
准直、单色、聚焦系统是同步辐射光束线中的三个主要装置,准直系统可完成对X 光束垂直方向准直;双晶单色器可实现对入射白光的单色化;聚焦系统则对光束进行水平和垂直方向的聚焦。
项目发明研制的高热负荷及超高真空条件下超长镜体压弯的准直、聚焦压弯系统和高精度双晶单色器都属国内首次,基于杠杆反撬机理的、能卸载镜子自重且能自锁的、超长镜体双模式压弯和空间姿态机构,含有柔性铰链和直线步进电机的、晶体精密微调和微通道冷却系统的T 机构等为国内首创,是自主知识产权的重要装备,装置性能达到国际先进水平,对同步辐射光源的应用,提升我国科学研究和创新能力,具有重要意义。目前,相关关键技术已申请发明专利6 项,其中3 项已授权,发表论文7 篇。
项目所研制的准直、单色、聚焦装置2002 年用于北京国家同步辐射实验室(第一代同步辐射光源)国内第一条专用于生物大分子晶体结构的高通量、高性能的光束线站中,2003 年又有同样的三台装置用于北京国家同步辐射实验室XAFS(X射线吸收精细结构) 光束线站。束线性能已经达到国际第二代同步辐射光源同类线站的先进水平,与进口国外同样性能的装置相比,节约经费800 万人民币。自2002 年建成开放以来,生物大分子线和XAFS线站运行稳定,国内外众多知名院校、研究所(浙江大学、天津大学、中科院上海应用物理研究所等)争先在此装置上进行科学研究,已使用7000 多有效机时,完成实验课题196 个,涉及生物、纳米技术、材料等许多领域。一大批成果通过该项目装置得到,世界上第一个被分析出来的SARS 病毒蛋白质“3CLMpro”等重大发现在美国“自然”杂志和PNAS 刊物上发表。
“北京同步辐射生物大分子晶体学光束线与实验室建设及应用”项目由于使用该发明装置,大大提高了光束线的通量和性能指标,已经成为我国研究生物大分子晶体结构的重要实验平台,并取得重要的研究成果,所以这个项目获2004年北京市科技进步二等奖。
2005年1月,北京新建的第二条生物大分子光束线以及荧光、衍射、漫散射光束线等共7台装置将使用该研究成果,目前正待装调中。这样,加上以前的6台,已经有13台准直、单色、聚焦装置用于北京同步辐射光束线站。