北京光源是中国重大科学工程，在“十三五”规划中，预计投资逾48亿人民币，计划2018年11月开工，工期约6年，将在北京怀柔科学城建设一台高性能的建成第四代高能同步辐射光源。其设计亮度及相干度均高于世界现有、在建或计划中的光源。未来这一新光源系统装置建成后，将满足中国重大战略需求，并对众多基础科学的研究发挥关键支撑作用。

历史沿革

同步辐射光源的发展目前已经经历三代。中国的第一代同步辐射光源以“北京正负电子对撞机”为代表，“合肥光源”是中国的第二代同步辐射光源，中国目前已建成的最先进光源是“上海光源”，它属于第三代同步辐射光源。

为了进一步提高中国国家安全和工业核心创新能力，“北京光源”为代表的“第四代同步辐射光源”的建设计划被提上议事日程，我国新一代高能同步辐射光源项目“北京光源”的建设已列入国家发改委发布的国家重大科技基础设施建设“十三五”规划。它的各项关键性能指标将远高于第三代同步辐射光源。

辐射光源

同步辐射光源是指一种利用相对论性电子在磁场中偏转时产生同步辐射的高性能新型强光源。它利用X光可以测量各种物质的原子结构。要看到物质里的细节，很重要一点是要有足够的亮度，比如说，打个手电筒看东西，手电筒越亮，就能看得越清楚。北京光源将提供非常高的分辨率，提供了解复杂体系、极精细结构的能力，这样就能推动基础科学的进步。

主要特点

该光源采用了能够大幅度降低储存环电子发射度的“多弯铁色散”结构，能使电子发射度低于0.1纳米弧度（nm·rad），接近衍射极限。经过适当的改进之后，发射度能够达到衍射极限（0.01纳米弧度）。由于各项关键性能指标远高于正在运行的第三代同步辐射光源，衍射极限光源也被称为“第四代同步辐射光源”。

极低的电子发射度保证了X射线的亮度，它将提供光子能量达到300电子伏特（keV）的硬X射线，并在X射线波段的单位时间通过单位面积、在单位角度方向上通过的光子数（光谱亮度）达10的22次方个。这一亮度比世界现有最亮同步辐射光源美国国家同步辐射光源II（NSLS-II）高70倍，比瑞典MAX IV高10倍。

研发目标

材料学

国家的重大需求，跟国家安全密切相关的重大需求，如航天材料。

医学

类似“上海光源”，科学人员可以揭示活体肿瘤和脑血管病的发生和发展机制，为发展重大疾病的早期诊断与治疗提供关键理论基础和技术支撑。非洲爆发的埃博拉病毒，就是通过我国的同步辐射光源观测出来的。

原子学

利用X光测量物质的原子结。

生命科学

生物：对火焰的组分进行观察，做出定量判断，让生物质能源利用得更加充分。

环境科学

环境：使用波段的光模拟PM2.5的产生过程，可为研究空气污染物提供最直接的方法。

结构布局

未来将建成的“北京光源”将采用了能够大幅度降低储存环电子发射度的“多弯铁色散”结构，使电子发射度低于0.1纳米弧度，接近衍射极限。经过适当的改进之后，发射度能够达到0.01纳米弧度的衍射极限。

国际地位

它建成以后将比美国已经刚刚建成的NSLS-II要亮70倍，比瑞典刚刚建成还没有投入运行的MAXIV要亮10倍。