SIRIUS：世界上最亮的同步辐射灯

以夜空中最亮的星星命名、天狼星是世界上第一批第四代同步辐射光源之一，位于巴西圣保罗州的坎皮纳斯市。

该国有史以来最复杂和最大的设备--天狼星，将使科学家能够开展前沿研究。预计将在能源、环境、健康等不同领域取得突破性发现。天狼星的设计--就像星星一样--是所有同类设备中最亮的。而且它已经准备好被使用了。

天狼星被安置在一个名为巴西能源和材料研究中心（CNPEM）的大型私营机构内，该中心由巴西科学、技术和创新部（MCTI）监管。

该机构驱动其他四个国家实验室。作为一个专注于研究和开发的非营利机构，CNPEM具有支持不同领域创新的功能，如材料、健康、食品、环境、能源等等。CNPEM能够整合其所有国家实验室的科学和技术知识。

天狼星像一个（巨大的）显微镜一样工作，覆盖了电磁波谱的很大一部分范围，它的光线从红外线波到紫外线，还包括X射线。配备了所有这些，天狼星将能够揭示许多材料的特性，在分子和原子水平，甚至检查电子结构。

这使得多学科研究能够回答学术和工业问题。为了产生同步辐射光，带电粒子--如电子--在磁场控制的路线上被加速到光速旁边。

今天，世界上有不止一个与天狼星类似的设备，如位于法国的欧洲同步辐射设施（ESRF）。而在天狼星之前，CNPEM机构使用了另一个类似的设备，即巴西的第一个同步辐射光源--被称为UVX--的设备。比天狼星小得多，具有高可靠性和稳定性。然而，当天狼星完成后，设备被关闭了。多年来，科学家们需要的信息比UVX所能提供的更多，达到了其物理空间和技术能力的极限。

从时间轴来看，第一次讨论天狼星项目是在2003年，项目开始形成。建筑设施的建设在2015年开始，2018年终于落成了。

虽然建筑已经完工、下一阶段是把所有设备放在里面才刚刚开始。

与只能在表面分析材料的UVX不同，天狼星产生的能量能够穿透坚硬的固体材料，深度可达数厘米。

"这就像拍摄一张低光照片--物理学家、CNPEM和SIRIUS主任安东尼奥-何塞-罗克-达席尔瓦在一份关于UVX的声明中说。"天狼星有更多的光强度，正因为如此，它将以更快的方式进行捕捉，就像一部电影而不是一张照片"。

天狼星将有两倍的能量和360倍的发射率，导致不同频率的光比UVX要亮10亿倍。

关于设备如何工作，这是天狼星的基本结构：

同步辐射光源的基本结构，基本上是由两套主要的粒子加速器组成，即 注射系统 和 储存环.

注射系统接纳了直线加速器，即Linac，和注射器同步加速器，即Booster。

两者共同的作用是产生电子束并加速，直到它达到在存储环中运行所需的能量水平。

此外，还包括两条传输线，一条将电子束从直线加速器传输到助推器，另一条从助推器传输到存储环。

Linac以脉冲方式产生电流脉冲，具体而言，每秒产生两次脉冲，然后将产生的电流脉冲注入助推器。

一旦进入助推器，电子束就会被加速，直到它达到注入存储环所需的能量水平。

反过来，存储环是主要的加速器，负责维持电子束的长期存储，是同步辐射光最终产生的地方。

此外，为了控制电子束的路线，不同的磁铁组合产生的磁场--或称磁格--将被用于保持焦点和纠正电子束的路线。

最后，同步辐射光将在位于存储环周围的实验站中提供，这些实验站被称为光束线--这是科学家将放置他们的材料样品并产生数据以进一步研究它的地方。

上面的图片--可在CNPEM网站上找到--显示了SIRIUS的插图，其中蓝色圆圈代表的存储环的周长约为518米，而橙色显示的助推器约为496米。

另一方面，林纳克的规模要小得多，只有32米，用粉红色的线表示。

因此，这些第四代同步辐射光源将帮助科学家在他们的研究中更深入--事实上，获得空间和更好的工具来分析复杂的主题。

例如，更先进的土壤分析将增加有关肥料开发的知识，从而生产出毒性较低的农业产品，有利于人类健康和环境。

同样，由于对纳米粒子结构进行了更全面的研究，天狼星也将使科学家们能够开发新材料。

2020年10月21日，第一条名为Manacá的天狼星光束线向研究用途开放。这条线旨在专注于大分子，研究蛋白质和它们与药物的相互作用。

在未来，还有五条光束线将开放使用，称为Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê和Mogno。它们中的每一条都将专注于一种特定的分析。今天，这些光束线正处于安装的后期阶段，到2021年底，一些光束线应该已经完成。

总的来说，天狼星结构将有14个工作站点。完整的项目包括其他七条光束线，预计将在2021年开放。然而，光束线的数量可以逐步扩大，最多可达到40个实验站。

查看有关天狼星建筑的视频这里报道中，有直接来自相关工程师的证词和解释。

同时，你也可以访问 CNPEM官方网站其中有所有关于 SIRIUS项目.

最后，天狼星不仅对巴西科学家抱有期望，而且对研究进展的兴奋之情也遍及全球。走向科学!

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SIRIUS：巴西最耀眼的明星

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