台灣領先全球啟用台灣光子源 有助我國尖端科技研究

新網記者麻念台新竹特稿
2015/1/25 上午 11:29:00 / 科技新知

　在人類文明的發展歷史中，每當有新光源的出現就會產生革命性的文明變化，從愛迪生實現電燈泡、侖琴發現X光、雷射的發明到最近白光LED的發展，都驗證了新的光源能為人類開創新的世代。

台灣領先全球啟用的台灣光子源今日落成啟用，未來有助我國科技尖端研究。(歸鴻亭攝影)

　耗資70億的台灣光子源(Taiwan Photon Sourc, TPS)在科技部支持下，於2010年2月7日在新竹科學園區動土興建的國家同步輻射研究中心(NSRRC)安裝，正式於103年12月31日綻放第一道光芒，成為台灣有史以來規模最大的跨領域共用研究設施，可以提供世界上亮度最高的X光光源進行尖端實驗，今日正式落成啟用。

　總統馬英九在落成典禮致詞時說，完成這座台灣光子源我國已經領先全球，代表著台灣在世界同步加速器光源領域，已經躋身進入國際領先地位，成為名副其實的「台灣之光」；未來可以嘉惠國內材料、生物、醫藥、物理、化學、化工、地質、考古、環保、能源、電子、微機械、奈米元件等基礎與應用研究領域提供強大的跨領域共用研究資源，提升國家整體的科技競爭力。

總統馬英九參觀台灣光子源設施，國家同步輻射研究中心主任果尚志(左)在旁說明。(歸鴻亭攝影)

　科技部代理部長林一平表示，同步加速器光源是當代科技研究中最重要的跨領域大型共用研究設施，因而被稱為現代的「科學神燈」。目前同步加速器光源設施的興建已成為全球各國高科技能力的重要指標。過去10年來，每隔2至3年就有科學家因利用同步加速器光源取得重要實驗結果，而榮獲諾貝爾獎的最高學術桂冠。

　在1895年X光發明時，林一平說明，中國第一位照射的是當年前往德國的李鴻章，並獲贈一台運回中國；而現在台灣製造的這台台灣光子源所產生的光線是X光的10兆倍，而且頻譜十分寬，這項成就是全球第一。

科技部代理部長林一平(中右)向馬英九(中左)說明國家同步輻射研究中心建設成果。(歸鴻亭攝影)

　國家同步輻射研究中心主任果尚志指出，台灣光子源歷經4年6個月的興建及4個月的測試優化，於2014年12月12日從NSRRC自行設計的增能環開始試車，首先將線性加速器所產生的1億5仟萬電子伏特電子束，在短短的72小時內即成功地利用增能環把電子能量提昇到30億電子伏特，並於12月17日達到高於60%的增能環效率。同樣由NSRRC自行設計，並以全世界最亮光源為目標的儲存環，在12月29日完成測試優化後開始試車。12月30日電子束成功繞行一圈，證實設計優異、磁場精度達世界最高水準，518.4公尺長之儲存環真空腔、磁鐵及其支架等定位達到100微米精度，再配合先進的射束診斷、儀器控制、磁鐵電源及高頻共振腔等子系統，讓試車團隊很快地於12月31日下午1點58分把能量為30億電子伏特的電子儲存至1亳安培，並於下午5點17分達到5毫安培。

　他強調，我們這座台灣光子源完全國人研發製造，比美國還早一年完工，所產生的30億電子伏特(3GeV)能量的電子，可以1.3秒繞行518.4公尺周長的儲存環75萬圈，相當於地球到月球的距離。

國家同步輻射研究中心光源組組長劉毅志說明台灣光子源可以量測出過去無法量測的微量元素。(歸鴻亭攝影)

　果尚志說，台灣光子源的興建需結合先進加速器、精密機電及超低微振建築等關鍵技術，此次各子系統的測試優化及增能環與儲存環的試車出光進度十分快速，也證明了此一重大科技建設在設計、建造及試車各方面皆已達世界頂尖水準。NSRRC後續將於2015年安裝超導高頻共振腔及10座聚頻磁鐵，提昇儲存環電流至500毫安培，並將建置光束線及實驗站設施，以供全國科技界進行尖端研究。

　國家同步輻射研究中心光源組組長劉毅志指出，台灣光子源軌道裡面的電子束被聚集到只有5微米粗細，大約是頭髮直徑的15分之1，而且電子在運行時橫向的變化必須控制在0.5微米，就是頭髮直徑的150/1以下，在這樣精密的運作，過去量不出來的微量元素，可以利用台灣光子源去量測出來。