日本文部科学省公开了一份工作报告，表示将对大型光辐射设施“SPring-8”进行大幅升级改造，将亮度提高100 倍以上，以实现世界最高性能。改造后的设施力争在2029年投入使用。
迄今为止，SPring-8为生命科学、地球化学、材料科学等广泛领域的研发和产业发挥了巨大作用。同时，其他国家也有类似的大型硬X射线同步辐射装置在投入使用，第4代同步辐射装置的升级和新建工作也在进行中。欧洲的ESRF-EBS在2020年投入使用、美国的APS-U将在明年、中国的HEPS（新建）将在2025年、德国的PETRA IV将在2028年分别投入使用。
如果继续使用目前的第3代SPring-8，不仅会在国际人才环流中落伍，而且日本的研究人员和企业也将被迫依赖海外设施，在利用设施时还可能被要求公开分析对象信息，从而导致敏感信息的泄露。
SPring-8经过26年的运行，设备已经老化，维护成本不断增加，而且由于加速器部分的电力效率低下，导致每年的电费也高达20～30亿日元。
此外，为了迎接新产业等新领域的挑战，需要进行DX（数字转型）和数据驱动的开发以及对实际现象的无损检测（Operando检测），为此必须获取高分辨率且大量的数据。
为此，以2029年投入使用为目标，日本将于明年开始推进面向高度化的开发改造。计划一年制造原型、四年建设，将目前的最大亮度从7提高到863。这是美国设施升级后的最大亮度325的两倍以上。同时，电费预计将减少约10亿日元。现行SPring-8将于2027年下半年至2028年上半年期间停运一年。
预计到2030年左右，下一代半导体（栅极长度为2纳米级）将在日本实现量产，而且下一代半导体有望向3D集成发展，这就需要进行无损内部结构分析和运行过程中的设备观测。此外，除了燃料电池的普及和全固态电池的实际应用值得期待以外，在生物制造和循环经济中，物理性质和分子结构的评估也将变得重要。在此背景下，期待创造出让日本能够引领世界的环境。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
