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非洲首个同步辐射光源的计划开始具体化

2021-10-29 15:42     来源:nature     同步加速器同步辐射光源


约旦的SESAME同步加速器从构思到运行大约花了20年时间。

科学家们正在推进非洲第一个同步辐射光源的计划,这种粒子加速器能产生强烈的辐射,用于探测分子和原子层面的物质结构和行为。

在全球范围内,有大约70个光源(同步加速器和自由电子激光器)但其中没有一个在非洲。来自美国的理论高能物理学家、位于南非的非洲光源(AfLS)基金会的创始人之一Sekazi Mtingwa说:"这些光源正在改变科学,非洲必须成为一个参与者。”该基金会是推动光源工作的两个组织之一。

同步加速器主要使用X射线范围内的光,在新冠大流行期间发挥了关键作用,因为它们被用来研究病毒的结构和开发抗病毒药物以及其他应用。"Mtingwa说:"如果你没有这些类型的基础设施,你将会在未来付出更大的代价。他补充说,如果曾经有一个建立同步辐射设施的时机,那么现在 "就是非洲应该真正加入的时候"。

该设施估计将花费10亿美元,硬件、建筑和对研究人员的投资各占三分之一,包括培训计划。此外,AfLS执行委员会主席、南非约翰内斯堡大学的高能物理学家西蒙-康奈尔说,每年将需要约1亿美元的运行费用。项目的资金将必须来自非洲成员国。项目组表示,一旦决定将其设在哪个国家,同步辐射器可能会在十年左右的时间内开放供科学使用。

然而,在比勒陀利亚大学研究科学和创新政策的John Mugabe质疑该项目是否能够筹集到所需的资金,至少在中短期内。他在一封电子邮件中告诉《自然》,非洲的政府正在努力为其国内项目获得足够的资金。穆加贝说,即使涉及到国家研发(R&D)项目,"大多数人没有为研发和研发基础设施项目融资的机制和工具"。

治理将是另一个挑战。目前,有两个独立的研究小组正在努力寻找光源。一个是由康奈尔主持的AfLS。另一个是非洲同步辐射计划,该计划由位于内罗毕的非洲科学院(AAS)召集,由开罗附近的Zewail科技城基础物理中心主任Shaaban Khalil担任主席。到目前为止,这两个机构还没有合并他们的工作,尽管AAS的委员会中有AfLS基金会的成员。

哈利勒说,尽管最近几个月公开了管理和资金问题,但AAS作为一个科学院,在管理项目和资金方面有经验,并能很好地与政府和资助者接触。康奈尔说,AfLS正在与该学院进行讨论。"他补充说:"应该有一个声音,即使有几个相互关联的努力和组织参与其中。

一个"不可思议的吸引者”

尽管如此,该光源项目还是得到了全球同步辐射界的广泛支持。"位于法国格勒诺布尔的欧洲同步辐射设施(ESRF)的总干事Francesco Sette说:"一个光源可以成为加强非洲社区的一个令人难以置信的吸引者。但他说,它将需要各国 "非常强大的政治参与",以确保它得到适当的资金支持。

AfLS正在呼吁需要这样一个设施的科学家和研究组织解释他们打算使用它的许多不同方式。这些 "意向书 "将构成AfLS概念设计审查的一部分,该路线图列出了所需光源类型的证据,它可以承担的科学,以及它应该位于何处等等。提交意向书的窗口将于12月关闭。AfLS基金会成员预计,其中一些信件将成为提交给期刊出版的文章的基础。

"康奈尔说:"对于概念设计审查,我们正在非洲和全球范围内尽可能广泛地进行招募。他正在呼吁非洲的科学家和组织,非洲大陆的侨民,以及世界上任何有兴趣在拟议设施上工作的人提交信件。

建立非洲光源的想法至少从2000年就开始讨论,尽管姆廷瓦说他从20世纪80年代末就开始倡导建立光源。2018年,非洲联盟执行理事会呼吁其成员国支持泛非同步加速器。第二年,加纳总统纳纳-阿多-丹夸-阿库福-阿多开始倡导该项目。

位于约旦的中东同步加速器SESAME理事会主席、物理学家Rolf Heuer说,该设施对科学和国际关系都有好处。它于2017年向研究人员开放,包括一个2.5千兆电子伏的同步辐射光源。成员包括塞浦路斯、埃及、伊朗、以色列、约旦、巴基斯坦、巴勒斯坦当局和土耳其。豪雅说,对使用它的时间段(被称为光束时间)的需求总是多于可用的时间段。"豪雅说:"我不知道有任何其他设施可以让以色列人、巴勒斯坦人和伊朗人一起工作。

SESAME是利用退役的德国同步加速器BESSY I的一部分建造的,尽管SESAME的性能比其前身有所提高。该设施从开始建设到完成大约花了20年时间。豪雅说,非洲的光源应该以使用最先进的技术为目标。"他建议说:"不要使用别人赠送给你的设备,因为他们不再需要它了。

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