1989年建成的北京同步辐射装置是依托于北京正负电子对撞机的第一代同步辐射装置，运行在2.5GeV，有14条光束线和15个实验站，覆盖波段较广，从真空紫外到硬X射线。由于是兼用光源，每年只有约2000小时同步辐射专用机时，利用上受到很大限制。北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII）完成后，大部分束线可以在对撞模式下兼用运行，机时紧缺的问题得到了一定程度的改善。
1990年建成的合肥同步辐射光源是束流能量为800MeV的第二代同步辐射光源，有14条光束线、14个实验站，主要工作在真空紫外和软X波段。
与国际状况类似，北京同步辐射装置和合肥同步辐射光源上的科学研究也非常活跃。两个装置每年接待上千用户，开展600个左右科学实验，发表数百篇论文。近年来，随着光源性能和用户科研水平的提升，陆续产生一些具有较大国际影响的成果。但遗憾的是，北京同步辐射装置和合肥同步辐射光源的性能和提供的机时都远远不能满足用户需求。
2009年建成的3.5GeV的上海光源为中能第三代同步辐射装置。目前已有16条光束线站投入运行，并已成为我国先进光源的主力。为进一步提高上海光源的技术和科研支撑能力，2016年11月上海光源线站工程启动建设，新建16条性能先进的光束线站和实验辅助系统。
台湾已有的1.5GeV的第三代同步辐射光源TLS于1994年投入运行。根据台湾同步辐射应用发展的需要，2004年确定了建设更为先进的3GeV第三代同步辐射装置TPS的计划。TPS已于2010年动工，于2015年建成，其亮度达到1021phs/mm2/mrad2/s/0.1%BW，被称为“亚洲最亮的3GeV同步辐射光源”。
我国现有的同步辐射装置在培养国内的同步辐射用户队伍上起到了重要的作用，并且支撑了国内基础科学的发展，尤其是上海光源在凝聚态物理、化学以及结构生物学上起到了很重要的支撑作用，大幅度提升了上述学科的水平。
HEPS，为国家需求和前沿基础科学研究而生
40keV以上的高能X射线具有穿透能力较强等优势，使对真实工件的高精度微观结构研究成为可能，例如高能射线衍射、高Z元素的谱学、极端条件下的实验、高密度和（或）大尺度样品成像等国家重大需求密切相关的研究。它们需要的是兼具高亮度和高能量的硬X射线，这种硬X射线只能由高能、小发射度的同步辐射光源来提供。
HEPS是我国第一台高能量同步辐射光源，也将是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一。其储存环加速器的电子束流能量为6GeV，可提供300keV的高能X射线，将有效满足国家战略和工业核心创新能力等相关研究对高能量、高亮度的X射线的迫切需求，使得我国的同步辐射光源向高能区扩展，和我国现有的光源形成能区互补，进一步满足用户迅速增长的需求，保证同步辐射光源对我国科学研究具有可持续的支撑能力。
HEPS主装置主要包括加速器、光束线和实验站3个部分。其加速器由直线加速器、增强器和储存环三台独立的加速器，以及连接彼此间的3条输运线组成。加速的带电粒子为电子，首先由源头的电子枪产生高品质的电子束，再由直线加速器将电子加速到0.5GeV的能量。增强器将0.5GeV的电子束加速到额定的6GeV。达到6GeV的电子束团由增强器环里引出，再注入专门为电子发光准备的储存环中。
电子束团在储存环的环形轨道中以接近光速的速度，在储存环上的不同位置，通过弯转磁铁或者各种插入件时，按照经典电动力学的法则，会沿着偏转轨道切线方向，从弯转磁铁或者各种插入件发射高品质、高能量、高强度的连续或可调光谱的同步辐射光。这也就是为什么同步辐射装置都是环形的原因。HEPS储存环加速器由48个周期的结构单元（7BA消色散结构）构成。HEPS可利用储存环7BA单元节中间部分的纵向梯度二极磁铁，产生宽谱同步辐射光，满足传统科研领域用户需求。另外，每个7BA周期单元之间还有一个6米长的直线节，除部分单元的直线节用于安装电子束流注入引出系统、高频系统，大部分单元的直线节都用于安装不同类型的先进插入件，以引出高性能同步光。通过合理优化设计插入件，可产生高于1×1022phs/(mm2·mrad2·0.1%BW)量级的世界最高亮度的、能量高达300keV的同步辐射光。
从电子储存环引出的同步辐射光，经光束线上的高精度压弯、单色器、聚焦镜等一系列精密光学系统分光、准直、聚焦等再加工后，HEPS可提供nm空间分辨、ps时间分辨、meV能量分辨的同步光。
各领域的用户在实验站利用各种实验仪器开展各自的科学实验。HEPS建设高性能光束线站的容量不少于90条，根据高亮度、高能量、高相干性等特点，HEPS光束线站瞄准国家发展战略和科学前沿发展，参考国际上高能量同步辐射装置光束线站的设置，同时也考虑经费限制和建设工期等具体情况，在广泛调研和多次研讨的基础上，确定了首批建设14条面向用户的公共光束线和相应的实验站。其中，11条束线的实验站位于实验大厅建筑内，有3条100米以上的超长光束线，其光束线穿越实验大厅建筑后，在大厅外面建设实验站。
各线站有其擅长的实验方法，比如有可利用连续光谱的X射线吸收谱学、利用高相干性的X射线相干散射实验法、高通量生物大分子微晶衍射实验法、超硬X射线成像实验方法等的技术和相关设备，支持工程材料、催化与能源、生命科学与生物医学、新材料等前沿科学研究和国家发展战略中部署的课题。在为众多用户提供常规技术支撑的同时，还将为国家发展战略和工业核心迫切需求的相关研究，提供多维度、实时、原位的表征平台，解析工程材料的结构、观察其演化的全周期全过程，为材料的设计、调控提供信息。
HEPS建成后，将参照相关的运行规范和已有光源的开放共享经验，全天时运行，按照“开放合作、资源共享”的原则，面向多用户、多领域开放，相关院校用户可根据需求，选择相应的实验线站申请机时。
由于同步辐射装置能够对各学科的前沿研究提供重要的支撑，以同步辐射装置为核心，建设多学科的研究平台，形成多学科的、多种装置的聚集效应，打造大型的国家级实验平台也已成为大科学基础设施建设的发展趋势。美国能源部下属的ANL，BNL，LBNL等实验室就是一类以同步辐射装置为核心的综合研究平台；欧洲ESRF周边也聚集了EMBL、中子源、强磁场研究中心等设施，形成了集群效应；在英国，以Diamond同步辐射光源为核心的Harwell园区也采用同样的理念进行设计，还有日本的SPring-8光源也一样聚集了大量的企业及科研设施。
HEPS的建设也考虑到了这一情况——它位于怀柔科学城北部核心区，是怀柔大装置集群中的核心装置，它的设计寿命为30年，建成后还会不断升级改造，预期工作寿命在50年或更长。
作为大装置集群核心装置，HEPS将与怀柔科学城内建设的综合极端条件装置等其他设施和平台紧密结合，形成一个高端的综合性大装置集群，为国家的重大战略需求和前沿基础科学研究提供技术支撑平台，推进国家科学技术的发展。
（作者：董宇辉，系中国科学院高能物理研究所副所长、研究员，苑梦尧，系该所高级工程师）
同步辐射装置有没有辐射安全问题？
同步辐射光属于电离辐射，会破坏人体的一些组织结构，公众应尽量少接触或者避免暴露于其中。但大家无需恐慌。一般来说，同步辐射装置均利用重混凝土墙、一定厚度的铅墙等一系列防护措施，来隔离并吸收释放的电磁辐射，所以在同步辐射装置正常运行时，装置产生的辐射剂量对外界环境的影响是微乎其微的，可忽略不计。…
