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韓國繼美、日之後全球第三 擁有第四代同步輻射加速器

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科技產業資訊室 (iKnow) - Hana 發表於 2016年8月22日

圖、韓國繼美、日之後全球第三 擁有第四代同步輻射加速器
圖片來源:Wiki
 
韓國自2013年開始打造第四代同步輻射加速器,歷時三年終於在2016年成功研發出韓國自有的第四代同步輻射加速器。這是繼美國、日本之後,全球第三個具有自行研發能力的國家。除了向全球展現韓國的能力外,未來也能將第四代同步輻射加速器應用於物理、化學、生命工程等領域進行更深入的研究。
 
位於韓國慶尚北道的浦項加速器研究所、自1995年開始利用第三代同步輻射加速器,總共進行了多達12,000多個研究專案,更發表了近5千篇SCI論文,成果斐然。然而第三代的同步輻射加速器只能觀察分子較大的蛋白質,因此隨著研究主題日益深入與精密,既有的第三代同步輻射加速器已經無法因應新研究專案的需求。因此韓國未來創造科學部自2011年起到2015年為止總共投入了4,298億韓圜(約4億美元),由韓國自行打造第四代同步輻射加速器(PAL-XFEL)。從2013年正式動工,雖然比預計的要晚了一些,但最終在2016年4月上旬測試成功,向世界各國展現韓國的技術水準。
 
同步輻射加速器之所以如此重要,就是因為能提供足夠亮度的輻射光,透過繞射原理看到比頭髮的幾十萬分之一還小的微細物質的內部,放射光如果夠亮,就連分子結合、分離這種1千兆分之一秒的瞬間變化也能觀察得到。對於生物工程、物理等領域的研究有莫大的幫助。故具有比第三代同步輻射加速器明亮100億倍以上、更比太陽光強烈100京倍的第四代同步輻射加速器就成為各國爭相研發的新設備。
 
除了亮度之外,加速方式也是第四代勝過第三代的一大重點。第三代的加速器是把電子從圓形的管中順著切線方向旋轉加速的「圓形加速器」,然而,第四代的加速器類似於拉弦的方式將電子射出使其加速,是一種以直線方式加速的「線形加速器」。兩者相較之下。第四代的加速器能在更小的面積以更強的光去照射,所以能夠觀察分子更為仔細,更有效率的方式分析分子的構造或特性,就連生物的滲透和藥物傳導的過程也都能被拍攝成紀錄片。

第四代同步輻射加速器最大的優點就是,以往要觀察細胞內部只能先將細胞冷凍後切片去觀察,如今不用再特別處理就能觀察活著的細胞變化。換言之,植物光合作用中快速生成的物質也好,人體內尚不熟悉的蛋白質或細胞都能仔細觀察研究,將有助於新藥開發與基因工程的研究。目前全球只有美國的LCLS跟日本的SCSS擁有第四代同步輻射加速器,韓國搶先其他先進國一步,率先成功開發出來之後,是否真的能在生物醫療方面能較其他先進國更具競爭力仍待驗證。(718字;圖1)

參考資料:
  1. [과학] 몸속 세포 볼 수 있는 ‘꿈의 빛’ 쏘다. 週間朝鮮, 2016/07/18. at http://weekly.chosun.com/client/news/viw.asp?nNewsNumb=002416100019&ctcd=C05
  2. 태양보다 100경 배 밝은 빛 만들어줄 '꿈의 공장' 첫발. 中央日報, 2013/05/10. at http://news.joins.com/article/11479862

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