台灣光源

**財團法人國家同步輻射研究中心**（英文：National Synchrotron Radiation Research Center；**NSRRC**），又稱「台灣光束線」，座落於新竹科學園區，共有兩座同步加速器光源設施，分別為「台灣光源」(Taiwan Light Source；**TLS**) 與「台灣光子源」(Taiwan Photon Source；**TPS**)。

1993 年 10 月台灣光源正式啟用，為台灣第一座，也是亞洲第一座完成的第三代同步輻射設施，周長 120 公尺，電子束能量 15 億電子伏特 (1.5GeV)。台灣光源已有 27 條光束線及 54 座實驗站，提供台灣及全球各地之研究團隊進行科學實驗，另外在日本的 SPring-8 之 BL12U 與 BL12B 兩光束線，亦由 NSRRC 負責運轉與管理。

為能滿足光源用戶進行前沿的科學實驗需要超高亮度的 X 射線之需求，該中心與學術科技界經過多次的研討和評估，於 2004 年 7 月的董事會中決議推動新加速器光源之籌建，向政府提出台灣第二座同步輻射設施「台灣光子源跨領域實驗設施興建計畫」，將在現有基地上主導興建一座電子束能量 30 億電子伏特 (3GeV)、周長 518 公尺、超低束散度的「台灣光子源」同步加速器。「台灣光子源興建工程」於 2010 年 2 月 7 日舉行動土典禮，且於 2014 年興建完成，於 2015 年開放光源與周邊實驗設施，提供學術科技界進行尖端科學研究之用，2016 年 9 月 19 日正式啟用。

## 位置

該中心位於新竹科學園區西北角，新竹市科學園區新安路 101 號，佔地 14 公頃。鄰近國立清華大學、國立陽明交通大學及國家高速網路與計算中心等學術研究單位。

## 沿革

* 1981 年 12 月，國科會成立「同步輻射可行性研究小組」，由劉遠中、鄭伯昆、閰愛德、張秋男、鄭國川五位教授組成。
* 1983 年 7 月，行政院同意設立「同步輻射研究中心」，成立「指導委員會」，袁家騮院士擔任主任委員。
* 1983 年 10 月，舉行第一次指導委員會議，決議建造一座能量為 10 億電子伏特之加速器，及成立「策劃興建小組」。
* 1984 年 1 月，行政院通過「同步輻射研究中心興建計畫書」。
* 1984 年 3 月，指導委員會決議成立同步輻射「用戶培育小組」。
* 1984 年 9 月，成立技術評審委員會，Prof. Herman Winick 擔任主席。

### 行政院同步輻射研究中心籌建處

* 1986 年 3 月，「行政院同步輻射研究中心籌建處」正式成立。
* 1986 年 8 月，舉行「行政院同步輻射研究中心籌建處」建基動土典禮。
* 1990 年 6 月，正式遷入新竹科學工業園區現址。
* 1992 年 6 月，完成注射器系統安裝。
* 1992 年 12 月，完成儲存環安裝。
* 1993 年 4 月，完成 13 億電子伏特電子束儲存，全世界第三座、亞洲第一座第三代同步加速器台灣光源試車成功。
* 1993 年 10 月，舉行「光源啟用典禮」，李登輝總統蒞臨主持按鈕啟用儀式。
* 1994 年 4 月，正式開放使用三條光束線。
* 1995 年 6 月，舉辦第一屆「用戶年會暨同步輻射應用研討會」。
* 1998 年 12 月，與日本 SPring-8 同步輻射設施簽訂國際合作計畫合約，規劃於 SPring-8 建造兩條台灣專屬光束線。
* 2000 年 2 月，台灣光源 15 億電子伏特全能量注射運轉。
* 2000 年 12 月，SPring-8 台灣專屬光束線啟用典禮，國科會翁政義主任委員主持剪綵典禮。
* 2002 年 1 月，開始執行基因體醫學國家型計畫核心設施「同步輻射蛋白質結晶學設施之興建與使用計畫」。

### 財團法人國家同步輻射研究中心

* 2003 年 1 月，改制為「財團法人國家同步輻射研究中心籌備處」。
* 2003 年 3 月，行政院核定第一屆董監事會，李遠哲院士擔任董事長。
* 2003 年 5 月，「財團法人國家同步輻射研究中心」完成法院設立登記，正式成立。主管機關為國科會。
* 2003 年 10 月，用戶會議暨光源啟用十週年。
* 2004 年 7 月，董事會通過 30 億電子伏特儲存環之提案。
* 2004 年 12 月，加速器超導高頻共振腔測試成功，成為全世界第二座使用超導高頻共振腔之同步輻射設施。
* 2005 年 1 月，第七次全國科學技術會議總結報告將「研究台灣光子源籌建之可行性」列為重要結論之一。
* 2005 年 7 月，「台灣光子源同步加速器籌建可行性研究報告」提報國科會。
* 2005 年 10 月，台灣光源開始施行恆定電流運轉，成為全世界第三座全時恆定電流運轉設施。
* 2005 年 11 月，舉行「同步輻射蛋白質結構鑑定核心設施啟用典禮」，行政院謝長廷院長主持按鈕啟用儀式。
* 2006 年 3 月，行政院核定第二屆董監事會，李遠哲院士續任董事長。
* 2006 年 4 月，位於本中心之澳洲同步輻射實驗站正式啟用。
* 2007 年 3 月，行政院同意「台灣光子源同步加速器興建計畫」，加速器電子能量為 30 億電子伏特、周長為 518 公尺。
* 2007 年，與國立中山大學簽訂「合作意願書」，共同推動招收國際博士生之學術合作。
* 2009 年 3 月，行政院核定第三屆董監事會，陳力俊院士接任董事長。
* 2010 年 2 月，舉行「台灣光子源同步加速器興建工程動土典禮」，行政院吳敦義院長蒞臨。
* 2010 年 12 月，舉行日本 SPring-8 台灣專屬光束線十週年慶祝會。
* 2011 年 1 月，開始執行「台灣光子源第一期周邊實驗設施興建計畫」。
* 2012 年 3 月，行政院核定第四屆董監事會，陳力俊院士續任董事長。
* 2012 年 5 月，完成台灣光子源加速器二十四分之一段原型。
* 2012 年 6 月，完成光源設施的五年 (2014 年至 2018 年) 中長程規劃，彙整成「NSRRC Strategic Plan」。
* 2013 年 1 月，開始執行「台澳中子計畫」。
* 2013 年 4 月 ，台灣光子源土木工程竣工。
* 2013 年 5 月，本中心駐澳洲 ANSTO 之台灣中子辦公室舉辦開幕儀式。
* 2013 年 10 月，台灣光源啟用 20 周年。
* 2014 年 12 月 31 日，台灣光子源試車成功並發出第一道同步輻射光。
* 2015 年 1 月 25 日，舉行「台灣光子源落成典禮」，馬英九總統蒞臨主持按鈕啟用儀式。
* 2015 年 4 月，行政院核定第五屆董監事會，陳力俊院士續任董事長。
* 2016 年 9 月 19 日，舉行「台灣光子源啟用典禮」，蔡英文總統蒞臨主持點亮啟用儀式。

## 組織

* 董監事會
* 主任室
* 光源組
* 儀器發展組
* 實驗設施組
* 科學研究組
* 行政組
* 輻射及操作安全組

## 歷屆主任

## 加速器設施

由注射器產生之電子加速後經由傳輸線進入儲存環中，電子在真空儲存環中經過偏轉磁鐵（Bending Magnet）或插件磁鐵（Insertion devices）時會產生同步加速器光源，經過光束線引導到實驗站，供研究人員使用光源進行實驗。

### 注射器

注射器主要包含，電子槍、直線加速器與增能環。電子束由電子槍產生，經過直線加速器加速後，再進入增能環持續增加能量。該中心之注射器規格如下表：

### 儲存環

電子束在注射器加速後，經由傳輸線進入儲存環中，電子束於每一圈的運行中因偏轉磁鐵而轉向，並在轉向之切線方向或插件磁鐵下游放出同步輻射光。環內並裝置有高頻系統，補充電子因輻射而損耗的能量。

### 光束線及實驗站

光束線是同步加速器光源與實驗站之間的一座橋梁。理論上，在每一處電子偏轉的地方或插件磁鐵的直線下游，都可以打開一個窗口，利用光束線將同步加速器光源導引出來，最後到達實驗站。同步加速器光源經由光束線的導引照射到實驗站的試樣後，研究人員藉由量測反射、繞射、散射及穿透試樣的光之強度、能量及試樣被光子激發出之電子及離子，可以進一步推斷物質幾何、電子、化學或磁性結構。

* 國家同步輻射研究中心實驗設施組網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

* 其中 SP12B 及 SP12U 兩光束線位於日本 SPring-8。

## 研究領域

該中心提供優質的光源和相關設施，以及各種類型的實驗設施與研究技術，用戶可以利用先進的同步輻射設施進行其最尖端的科學研究，包括分子科學、影像科學、表面與薄膜科學、凝態物理、材料化學、材料物理、能源科學、生命科學、醫藥學、中子應用科學及其他同步輻射應用科學等。

### 跨領域之科學新契機

* 凝態物理：非彈性 X 光散射之應用、顯像式光電子顯微鏡之應用、同調 X 光之應用、新穎強電子關聯材料研究、自旋、電荷、軌域有序性。
* 奈米、表面及材料科學：光發射電子顯微術、X 光微區探測及顯微術、奈米先進材料之成長機制及特性分析、奈米尺度下機能性表面研究、以高能量高解析光電子能譜學研究新穎材料、奈米材料之表面電化學性質、薄膜成長機制之研究。
* 軟物質科學：X 光顯微在軟物質材料之應用、同調 X 光在軟物質材料之應用、奈米微觀的軟物質科學；膠體間之交互作用、聚集與微相結構；複雜液體：單純與多相液體之氣液、液液或液固等介面；高分子：團鏈共聚合物的層級結構與複變相；複合系統：奈米粒子、高分子與生物分子之複合體系。
* 分子科學：化學反應動態學研究、大分子結構和游離動力研究、極紫外光光刻術光阻劑的研發、奈米液氦滴光譜術。
* 生物結構：巨分子結晶學與結構基因體、細胞膜蛋白質、大分子複合體、藥物設計研發、蛋白質摺疊與生物分子結構與功能。
* 生物醫學影像術： X 光影像術在生物醫學之應用、同調 X 光在生物醫學之應用、X 光在醫學治療應用之開發。
* 能源與環境科學： 觸媒與催化反應、 燃料電池、鋰離子電池、毒性物種之鑑定及追蹤、受污染環境之復育。
* 元件研發：小型自由電子雷射光源、兆赫波段光子晶體元件、奈米生物科技、微奈米光學元件。

### 科學培育

在科技人才培育方面，分別與國內的台灣大學、清華大學、交通大學、中央大學、中山大學、成功大學、元智大學、中正大學、暨南大學與台灣科技大學等校簽署合作備忘錄，內容包括共同從事學術研究、博士候選人培育計畫、訓練研究生、專題研究合作與學程、課程的開授等，共同培育同步輻射跨領域學科的研究人才，加深同步加速器光源在材料、生物、醫藥、物理、化學、化工、地質、環保、能源、電子、微機械、奈米元件等基礎與應用科學的研究應用。

該中心與國內大學合作博碩士生學程，如 2004 年與清華大學、中央研究院共同開設「結構生物學程」、2007 年與清華大學合作開設教育部立案之「先進光源學程」、2008 年與交通大學合作開設教育部立案之「加速器光源學程」等。藉由與教育體系結合，有計畫地訓練下一代的科研人才，使新一代的學生具有國際視野，激發對追求科學的夢想與創意。該中心更將與國外標竿同步輻射研究機構 (如美國 APS、NSLS，瑞士 SLS 等) 交流學習，期望將 TPS 最嶄新的實驗技術廣泛應用於跨領域學科的研究，培育年輕一代優秀的研究人員，以提升科技研究能力。

### 近期成果

該中心的台灣光源自 1994 年啟用至今，每年使用人次及研究計畫逐年增加，以 2014 年為例，使用該中心光源實驗的計畫數達 1,586 件、人數達 11,334 人，其中學術研究機關佔了國內用戶約九成的比例，其研究所發表在 SCI 期刊上的論文在質與量上近年來都有相當大的提升。

* 貴金屬 - 氧化物界面效應大幅提升催化氧化性能 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 恐龍胚胎化石研究榮登 Nature 封面 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 調控有機分子與金屬介面電子結構 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 台灣光子源成為世界光年的國際焦點 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 同步輻射
* 同步輻射光源
* 世界同步輻射裝置列表
* 台灣光子源
* 同步加速器

## 參考資料

## 外部連結

* 國家同步輻射研究中心網站 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 國家同步輻射研究中心的 Facebook 專頁
* 美國 NSLS-II 網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 美國 APS 網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 日本 SPring-8 網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 英國 Diamond 網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 瑞士 SLS 網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 法國 ESRF 網站（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）