2022年8月12日，由中国科学院计算机网络信息中心联合中国科学院上海高等研究院上海光源科学中心共同打造的照亮微观世界的神秘“鹦鹉螺”——上海同步辐射光源直播活动闪亮登场，该活动为中国科协青少年科技中心主办的“高校科学营”的系列专题活动之一。此次活动带领我们的营员们走进外形酷似“鹦鹉螺”的上海同步辐射光源中心，探秘同步辐射光源,了解“超级显微镜”背后的那些事。

本次直播通过 “高校科学营”官方平台、B站、抖音、中国科普博览进行了直播，访问量为268842万人次。

赵振堂院士带领同学初识上海同步辐射光源

中国工程院院士、上海光源科学中心主任赵振堂致辞

上海同步辐射装置（简称“上海光源”，Shanghai Synchrontron Radiation Facility，SSRF）位于上海市浦东新区张江高科技园区内，是中国大陆第一台中能第三代同步辐射装置、我国现有用户和成果最多的大科学装置。该装置于2004年12月25日开工建设，2009年4月29日竣工，5月6日正式对用户开放，总体性能位居国际先进水平。上海光源首批建成7条光束线站，2015年～2018年期间，“梦之线”、蛋白质设施5线6站、SiP·ME2研究平台等陆续建成，目前共有15条光束线19个实验站开放运行。

上海光源利用接近光速运动的电子在磁场中转弯时辐射出的电磁波来观测物质内部结构及其动态运动，就像一台巨型的“x光机”和一群各种性能的“超级显微镜”，在生命物理化学、材料、环境医学和能源等诸多学科基础研究领域取得了一系列具有国际影响力的成果，是科学研究不可或缺的利器。

对装置背景信息进行简单了解后，营员们跟随镜头移步主体建筑，进一步了解相关设备及工作原理。

揭秘“鹦鹉螺”外表下的装置机理

上海同步辐射光源沙盘

同步辐射装置由大型的粒子加速器作为源头驱动，由电子枪产生电子束，经过直线加速器、内环增强器、外环储存环加速器环环加速，使电子束以3.5GeV的能量做回转运动。“当电子束回转时，其前进方向（即图中铁线方向）上会有一束束的同步辐射光发出来，而这些光通过一些光学元件进行操作单色，就可以到达我们的实验站去探测物质。”邓老师如是介解读该大科学装置的工作原理。

“上海光源3.5GeV的加速器是我们国家能量最高的一个加速器。一般来讲加速器的能量越高，我们所能达到的 x射线的能量越高、波长越短，所能探照的粒子也就越微小。”中心控制室的显示屏上，投射有电子束流强、寿命等加速器的重要参数，以及光斑数值等监测图像。“从这里面大家可以看到，光斑（的值）是一动不动，就说明我们这个机器的处于非常稳定的一个运行状态。”邓老师介绍。

学习了同步辐射光源的产生及监测过程，同学们收到一张用户体验卡，跟随镜头继续了解光束在线站实验中的应用。

滴！实验站VIP用户体验之旅开启

X射线从前端的加速器、波荡器出来之后，要经过一系列光学元件的加工，最终才能够以合适的状态打到样品上，开展进一步实验研究。

首先，就催化领域而言，马老师通过“双碳”目标下新能源制造的例子入手，带领同学们了解x射线吸收精细结构谱学在催化剂研究中的应用。就光学元件的工作原理而言，“通过镜箱里面的一块柱面晶体在水平方向汇聚x射线（水平聚焦）后，通过双屏晶固定高差单色器实现光的单色化，最后通过轮胎型晶体在水平方向和竖直方向再对光进行聚焦，形成300~500个微米的光斑，传输到达实验站供科学家做实验。”就实验环境而言，“光学棚屋所有的设备都会预先设定，无需自己调节。”先进的光学元件与人性化的实验环境使这条线站在催化研究领域硕果累累。“2014年开始，这条线站每一年都会有不同的，例如中国十大科技进展、国家自然科学奖项相关的成果产生，其中在单原子催化领域，上海光源更是推动了单原子催化从概念提出到工业化整个进程。”马老师介绍。

其次，就生物领域而言，上海光源晶体学线站BL02U1通过x射线解析生物大分子的晶体结构。“当研究蛋白质的晶体结构时，通常情况下科学家会首先在自己的实验室纯化好目标蛋白，得到蛋白质晶体，之后就可以拿到我们的线站来进行衍射实验，收集衍射数据，并最终获得蛋白的三维结构。”王博士介绍。同样的原理，该线站取得了对于抗癌药物、发烧因子、艾滋病病毒、神经发育性疾病、白血病、硅藻补光蛋白的结构相关的研究突破，为医疗卫生、人工模拟光合作用领域提供了新的理论依据。

再次，时间分辨超小角散射线站以实验原理命名，较普通散射实验方法而言有时间分辨更快、探测尺度更广的优势。它由超小角实验站、微聚焦实验站、工业站三部分组成，用于材料体系、结构信息、原位实验研究。值得一提的是，该线站光学棚屋中的多层膜单色器的晶体生产及运动机构已完全国产化，为先端大科学装置的国产化之路积累了坚实的一步。

直播间对话科学家

上海光源VIP云游之旅虽已告一段落，但直播间同学们互动热情不减。“中国大陆第一台中能第三代同步辐射光源”是一种怎样的地位？电子束是从哪里来的？它又是怎么被加速到所需要的能量的？无数电子束以接近光的速度在闭合环形的真空电子储存环中是如何运行的？到底是什么决定了同步辐射光源的优劣性？我们怎么样才能来上海光源做实验呢？从工作原理到实操应用，科学家们带领同学回顾历史、解读现状、展望未来。

“不积跬步无以至千里”，一环套一环的加速装置使上海光源成为照亮微观世界的科技神灯，一代又一代的传承使我们的科学炬火得以延续。路漫漫其修远兮，直播尾声，科学家们鼓励同学们保持热爱、努力求索，与美丽的“鹦鹉螺”及众科学工作者一起，“探照”更深更广的未知领域。

青少年高校科学营活动由中国科协、教育部共同主办，自2012年起，每年暑期组织海峡两岸暨港澳万余名品学兼优、对科学探究有浓厚兴趣的优秀高中生走进重点高校、知名企业和科研院所，参观国家重点实验室、聆听名家大师精彩报告、参加动手实践等科技与文化交流活动。活动旨在充分发挥高等院校、科研院所、科技企业在科学普及和提高公众尤其是青少年科学素质方面的重要作用，促进中学与高校合作育人，让广大青少年感受科技魅力、感悟科学家精神，学习科学知识、科学思想和科学方法，激发科学兴趣，培养科学精神、创新意识和实践能力。

2022年青少年高校科学营有来自海峡两岸暨港澳的13023名高中生营员通过线上线下相结合的形式参加全国71个分营的活动。