瑞士保罗谢尔研究所

PSI在与国内外大学、其他研究机构和工业界的合作中，将研究重点放在基础研究和应用研究，特别是与可持续发展有关的领域和对教育和培训具有重要意义、但超出大学单个系能力的领域。PSI在固态物理、材料科学、基本粒子物理、生命科学、核与非核能研究及与能源有关的生态学的研究中非常活跃，是世界能源研究领域的领导者，也是瑞士唯一一家从事这方面研究工作的研究所。

1988年1月1日，瑞士原子核研究所与瑞士联邦反应堆研究所合并组建了PSI，阿勒河下游的山谷因此成为一个重要的研究中心，并很快赢得了较高的国际声誉。PSI现有雇员1200人，它同国际、国内多所大学和研究院所等建立了良好的合作关系。

PSI为来自瑞士国内和国际科学界，特别是凝聚态、材料科学和生物学领域的用户运行着大型的研究设施。PSI拥有散裂中子源（SINQ）、瑞士同步辐射光源（SLS）、缪介子源（SμS）等大型科研设施，是瑞士国内外科学界主要的用户实验室之一，也是世界上仅有的两个能提供同步辐射X射线、中子和介子三类探针的大型研究基地之一。这三类探针功能互补，每年大约为2000余位世界各地的科学家提供凝聚态或基本物理、化学、生物学和材料科学等领域的高水平实验条件。通过在PSI开展的研究，不仅获得新的基础知识，并积极促进其在工业上的应用。2017年左右，PSI还将建成相干X射线光源即SwissFEL。届时PSI的综合优势将更加突出。

PSI在研制和运行需要特别高标准技术诀窍、经验和专业的大型复杂研究设施方面有其独特的优势。例如，PSI的设计人员通过一些特殊的技巧来让SLS所产生射线的能量达到与欧洲同步辐射装置ESRF（European Synochrotron Radiation Facility）相同的功能，将现有的用来增加X射线密度和扩大波长范围的波荡器技术发挥到了极限。尽管这台加速器的周长只有288米，可产生的电子束能量达到了2.4 GeV，而成本只有8900万美元，比ESRF建设成本的三分之一还要少。^[1]

质量 — PSI承诺开展最先进的科学研究，促进和开展交叉学科研究，面向市场，质量领先。

用户实验室 — 为自己的利益，PSI在设计、建造和运行大型装置方面与国内外研究界进行合作。

研究 — PSI利用自己复杂的装置在物理、化学、生物、能源技术、环境科学和医学方面开展自己的研究。

继续教育和培训 — PSI与大学密切合作，为雇员提供继续教育和培训。

技术转让 — PSI与工业界结成伙伴，促进研究成果转化为新产品、新技术和新工艺。

社会方面 — 通过开展具有国内和国际上重要意义问题的研究，培育与大众的公开对话，PSI力争与社会发生关联，并负有解释的义务。^[2]

PSI的科学研究项目，极大地得益于大型科技设施。这些涉及广泛的研究课题，可以归纳为三个大的领域：物质结构、能源与环境以及人类健康。

概述

PSI拥有世界上仅有的连续中子源SINQ、瑞士第三代同步辐射光源SLS、世界上功率最强的连续束流缪介子源SµS等大规模科研设备，能够深入观察各种物质和材料内部的演变过程。其中某些设备不仅是在瑞士，甚至全世界，都是独一无二的。瑞士大学和企业的研究人员也可以有机会使用这些大型设备。每年，来自瑞士和世界各国的2000多名科学家到PSI进行他们在别处无法进行的实验。除科学研究以外，PSI还拥有瑞士唯一的用质子治疗特殊癌症的设备。2010年后，PSI把重点放在了未来的大型设备SwissFEL上。这是一个X射线自由电子激光器，它可显示在极短时间内原子和分子的结构变化，符合瑞士科研发展的需求。

强流质子加速器

预注入器提供870 keV极低能量的束流，而注入器2是个有4个扇形磁铁的环形回旋加速器，设计非常专业化，实现了具有挑战性的目标，提供72 MeV高品质高强度质子束。1984年，注入器2开始运行后取代了可变能量注入器1，向590 MeV环形回旋加速器提供高强度高品质的72 MeV质子束。

可变能注入器1延迟至2010年12月3日才正式退役，它为原子和核物理、放射化学、重元素、生物学研究等领域的研究服务了37年。

散裂中子源SINQ

散裂中子源SINQ（Swiss Spallation Neutron Source）是世界上第一个连续波散裂中子源，中子通量1014 n/cm2/s。中子散射是获得物质结构和凝聚态动态的最有效方法之一。用液态氘慢慢冷却中子，将它们的频谱改变到较低能量，这些中子对生物物质材料的研究特别有价值。从固态物理与化学的基本原理，以及从材料科学到生物学、医学和环境科学广泛的领域均可用中子进行研究。除了散射技术，非衍射方法如成像技术等也不断增强与工业应用的相关性。

同步辐射光源SLS

同步辐射光源SLS（Swiss Light Source）属第三代同步辐射光源。SLS的设计优先考虑的是初级电子束和次级光子束的高亮度、宽波段和稳定的温度条件。

SLS的主要组成部分是能量为2.4电子伏特的电子储存环（周长288米）。 它提供了高亮度光子束用于材料科学、生物学和化学研究。1997年，瑞士联邦议会两院批准了SLS的建设计划。至2009年6月，SLS建有18个实验站（插入件和弯曲磁铁）和16条运行的光束线。有三条蛋白质晶体学光束线，其中两条由诺华、罗氏等制药公司资助部分经费

SINQ的实验设备

缪介子源SμS

缪介子源SμS（Swiss Muon Source）是世界上最强的连续束流的缪介子源，由590 MeV回旋加速器提供2200毫安的质子流。质子束打向两个石墨靶，附属数条μ子（或π介子）光束线，其中两个配有用超导衰变道。可用μ介子的能量范围从0.5 keV - 60 MeV。

连续μ介子束的主要优点是可由快速闪烁计数器进行单独μ介子的探测，容易地提供纳秒或更好时间分辨率的μ介子，使μ介子扫描仪μSR得以延伸研究至更高的μ子自旋频率（几百兆赫，相当于几个特斯拉的磁场）和更短的μ子自旋弛豫时间（与μ子脉冲源相比），时间分辨率由μ介子限脉冲持续时间（一般为50纳秒）限定。正因如此，在欧洲，PSI的SμS设施是脉冲μ介子源ISIS的完美补充。

缪介子源SμS有束线µE1、µE4、piM3、piE3、piE1、piE5

·μE1提供强中能偏振μ介子束，具有非常低的介子和电子污染。

·新μE4提供大接受度低动量（<40 MeV/ c）μ介子束，是为低能μ介子（LEM）光束设施的需求专门设计的，束斑调整到符合LEM仪器介子靶的尺寸。

·piM3是当前唯一的专用于μ介子扫描仪μSR的束线。

·piE3提供10-250 MeV/c的π介子和μ介子。它的设计与低能量π介子谱仪LEPS的光学特性相配，而且它是仅有的在垂直平面弯转的束线，实验区高于6米。