SESAME是中东同步辐射光促进实验科学及应用科学组织的简称。SESAME是真正意义上的国际示范中心，因为它是在联合国教科文组织的赞助下，以欧洲核子研究中心（CERN）为蓝本，由多国合作开发，并得到世界各国政府支持的组织。SESAME的活跃成员目前是塞浦路斯、埃及、伊朗、以色列、约旦、巴基斯坦、巴勒斯坦和土耳其，SESAME的存在说明了尽管存在严重的政治和文化差异，各国仍可以和平合作，推动科学的发展！
同步辐射（SR）源可产生强烈的 X 射线脉冲，其波长和强度可对材料表面、人体细胞甚至原子等进行极其精确的研究。近几十年来，同步辐射光的非凡威力对考古学、生物学、化学、环境科学、地质学、医学和物理学等几乎所有科学领域都产生了巨大影响。
SESAME机器使用BESSY I喷油器
SESAME 设计基于中东地区研究界的要求的 2.5 GeV 硬 X 射线存储环。 SESAME机器是一台能量斜坡机器，使用德国旧的BESSY I设施（德国政府捐赠）的800 MeV注入器。经过全面升级，提高了稳定性并改善了性能。 SESAME还有另一个独特之处：它是世界上第一个完全由可再生能源驱动的SR源！
如今，SESAME已有5条光束线投入运行，更多光束线正在规划中。SESAME的所有真空系统均基于VAT的阀门技术。VAT 产品再次证明了其耐用性和可靠性。VAT 和 SESAME 之间的长期合作富有成果，VAT 期待着在这一激动人心的科学项目中引入更多的真空技术！
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中东丰富的文化遗产往往是战争和冲突的根源，但它却成为 SESAME 成员团结在一起的粘合剂。正如 SESAME 真空小组组长 Mohammad Al-Najdawi 所说的那样： “由于同步辐射光在材料、考古和文化遗产研究中发挥着重要作用，该地区所有国家都渴望拥有自己的 SR 光源”。如今， SESAME已成为多个国家专家的交流中心，他们可以就类似的研究问题进行分享和交流。Mohammad Al-Najdawi补充道： “我们的机构是一个很好的例子，说明了拥有更多资助机会的国家如何帮助那些并不富裕但拥有丰富文化遗产的地区支付研究费用。”
BESSY I在约旦部分重生
科学界早就意识到中东需要一个国际同步辐射光。1997 年，一个绝佳的机会终于出现了：柏林的 BESSY I设施即将退役，当时 DESY 的负责人Gustav-Adolf Voss提出了重新利用这些组件，在中东建造一个同步辐射光的想法。这个提议一经提出，便得到了德国政府的大力支持，同意将这些组件捐赠给即将成立的 SESAME 项目。约旦被选为 SESAME 项目的东道国，约旦政府提供了土地和资金来建造大楼。
与其他大多数 SR 光源一样，SESAME 的设计也分为几个部分。作为预注入器，一个经典的 22 兆电子伏微管将电子发射并加速到 20 兆电子伏。电子在微电子管中转了大约 40 圈后，被转移到 800 兆电子伏的助推器中，然后再转移到存储环中继续加速，直到电子的能量达到 2.5 GeV。SESAME 的 2.5 GeV 储存环设计电流值为 400 mA，是一个 133.2 米宽的普通导电磁铁环，它将高能电子保持在圆形轨道上，从而发出实验所需的同步辐射光。为此，环形隧道内必须保持恒定的超高真空条件（约 10-9 毫巴）。电子发出的同步辐射光被引向环绕储存环的光束线。
运行中的五条光束线
中心于2017年5月正式开放时，只有微加速器和助推器包含旧的BESSY部件（后来进行了高度翻新），而存储环是全新的结构，其直截面可以容纳插入装置，使SESAME成为第三代SR光源。2017 年 4 月，在存储环中循环的光束已增加到其设计能量 2.5 GeV，实验工作于 2018 年 7 月真正开始。
如今，SESAME的研究人员可以运行五条光束线。Mohammad Al-Najdawi 参与了所有这些设备的建立：“2018年，我们先基于与法国SOLIEL公司合作设计的红外光束线，以及Helmholtz中心Dresden-Rossendorf捐赠的光束线的XAFS/XRF光束线开始。2020 年，我们增加了一条由瑞士 Paul Scherrer 研究所捐赠的材料科学光束线。从那时起，又建造了两条新的光束线。”
新型软 X 射线光束线
SESAME 开发人员最近安装的光束线叫做 HESEB（ Helmholtz-Sesame Beamline）。它是SESAME 的第一条软 X 射线束线。Mohammad Al-Najdawi 解释说： “利用这些软 X 射线，我们可以研究固体物理、生物学或环境科学等领域的各种科学问题。典型的应用是开发新的半导体材料、磁性薄膜或对均相催化系统进行原位研究。
HESEB 再次成为一个很好的例子，说明各种 SR 设施如何将其技能结合起来，以便为科学界取得最佳成果。从 2019 年开始，由五个德国研究中心（DESY、FZJ、HZB、HZDR 和 KIT）组成的联盟资助并负责光束线的设计和建造。Mohammad Al-Najdawi补充道：“HESEB的布局允许运行两个独立的实验终端站，土耳其资助了侧重于光发射光谱的第二个终端站。因此，这将是第一个由 SESAME 成员资助和创立的光束线分支！”
BEATS 胜过所有光束线！
另一条新的光束线名为 BEATS，是 SESAME 的断层扫描光束线（BEAmline for Tomography at SESAME）。这条硬 X 射线全场层析成像光束线的费用为 600 万欧元，由欧盟提供。BEATS 是一次成功的国际合作的结果，因为除了 SESAME 和来自中东的塞浦路斯研究所之外，欧洲著名的 SR 光设施 ALBA-CELLS（西班牙）、DESY（德国）、ESRF（法国）、Elettra（意大利）、INFN（意大利）、PSI（瑞士）和 SOLARIS（波兰）汇集各自的技能，共同创建了一条最佳版本的断层扫描光束线。Mohammad Al-Najdawi回忆道：”看到所有这些科学家的经验在这个国际团队中得到倍增，我感到非常兴奋！”。
BEATS 光束线的一个典型应用对文化遗产或地区考古发现进行三维重建，因为这些遗产或考古发现无法直接拆解，但利用BEATS 光束线就可以很好地了解内部情况。不仅如此， BEATS 还可以帮助收集地质样本。正如 Mohammad Al-Najdawi 所说：”由于中东地区干旱的气候、日益增长的用水需求以及过度开采的可能性，地下水管理是一个关键问题。因此，对地下水分布和动态的研究在这一地理区域至关重要。利用计算机断层扫描技术对水库中的多相流进行可视化和建模，是规划含水层保护的关键一步”。
可靠的真空系统
SESAME 的所有真空系统，无论是在机器中、光束线中还是在测试台上，从一开始就采用了 VAT 阀门技术。Mohammad Al-Najdawi 说道：“我们的设施包括许多 VAT 01.0、10.8 和 48.1/48.2 系列的 UHV 和全金属闸阀，我们使用 54.1 系列的 VAT 阀门来连接移动泵组。”他又总结，“在存储环内，我们使用了 VAT 47.1/47.2 系列的特殊射频屏蔽闸阀，该闸阀必须进行定制，以匹配隧道的关键形状。此外，我们在所有光束线的前端都使用了 VAT 77.1/77.3 系列的快速快门，以便为环本身和其他光束线提供最佳保护。”
在 SESAME，VAT 产品的耐用性和可靠性得到了很好的体现，Mohammad Al-Najdawi 解释说： "还记得从 BESSY I 上拆卸下来的微型电子管和助推器吗？在某些地方，我们使用的是上世纪 80 年代制造的 VAT 阀门。你猜效果如何：它们仍然运行得很好！"
有信任感的长期合作
Mohammad Al-Najdawi 对 VAT 和 SESAME 之间富有成效的长期合作感到非常高兴：“在我的职位上，我必须与许多真空供应商打交道。但是，无论是在订购还是售后服务方面，与 VAT都是最顺利、最有效的合作之一。”
2016 年，Mohammad Al-Najdawi访问了位于瑞士的 VAT 总部，进一步加深了对 VAT 的良好印象。他说道：”当我们要求 VAT 翻新我们的一些闸阀时，他们让我们先把闸阀运过去，然后自己来看看翻新是如何进行的。了解这种闸阀是如何生产出来的非常有趣！我们甚至还一起翻新了我们的一个闸阀！”
来自太阳的能量
SESAME最美妙的地方在于，在充分受益于国际资金和其他SR-light设施的知识之后，他们又成功地掌握了一项特殊技能，而这项技能也将日益受到全球所有其他设施的青睐。换句话說，SESAME是世界上第一个完全由可再生能源驱动的加速器！Mohammad Al-Najdawi回忆起一切是如何开始的：“ 加速器是约旦电力的大消耗者，电力价格昂贵。为了使该设施具有更好的可持续性，预计需要找到替代电力来源。这就是为什么我们寻求资金支持建设太阳能电厂。”
2016年，约旦政府慷慨地同意从欧盟提供的资金中拨出相当于705万美元，支持SESAME的计划，太阳能电厂于2019年2月投入使用。“这使SESAME在经济和环境可持续性方面都具备了条件，并使我们成为真正的科学先锋！”Mohammad Al-Najdawi高兴地说道。
前景光明的计划
两条新的光束线已经投入使用，只待验证后即可向用户开放。随着这些项目的完成，SESAME 的下一步计划是什么？Mohammad Al-Najdawi乐观地说：”我们已经制定了进一步建设光束线的技术方案，但归根结底，这一切都取决于我们的想法能否获得资金支持。希望全球科学界能够继续支持 SESAME，让这个真正鼓舞人心的项目能够进一步发展。”
BESSY I在约旦部分重生
科学界早就意识到中东需要一个国际同步辐射光。1997 年，一个绝佳的机会终于出现了：柏林的 BESSY I设施即将退役，当时 DESY 的负责人Gustav-Adolf Voss提出了重新利用这些组件，在中东建造一个同步辐射光的想法。这个提议一经提出，便得到了德国政府的大力支持，同意将这些组件捐赠给即将成立的 SESAME 项目。约旦被选为 SESAME 项目的东道国，约旦政府提供了土地和资金来建造大楼。
与其他大多数 SR 光源一样，SESAME 的设计也分为几个部分。作为预注入器，一个经典的 22 兆电子伏微管将电子发射并加速到 20 兆电子伏。电子在微电子管中转了大约 40 圈后，被转移到 800 兆电子伏的助推器中，然后再转移到存储环中继续加速，直到电子的能量达到 2.5 GeV。SESAME 的 2.5 GeV 储存环设计电流值为 400 mA，是一个 133.2 米宽的普通导电磁铁环，它将高能电子保持在圆形轨道上，从而发出实验所需的同步辐射光。为此，环形隧道内必须保持恒定的超高真空条件（约 10-9 毫巴）。电子发出的同步辐射光被引向环绕储存环的光束线。
运行中的五条光束线
中心于2017年5月正式开放时，只有微加速器和助推器包含旧的BESSY部件（后来进行了高度翻新），而存储环是全新的结构，其直截面可以容纳插入装置，使SESAME成为第三代SR光源。2017 年 4 月，在存储环中循环的光束已增加到其设计能量 2.5 GeV，实验工作于 2018 年 7 月真正开始。
如今，SESAME的研究人员可以运行五条光束线。Mohammad Al-Najdawi 参与了所有这些设备的建立：“2018年，我们先基于与法国SOLIEL公司合作设计的红外光束线，以及Helmholtz中心Dresden-Rossendorf捐赠的光束线的XAFS/XRF光束线开始。2020 年，我们增加了一条由瑞士 Paul Scherrer 研究所捐赠的材料科学光束线。从那时起，又建造了两条新的光束线。”
新型软 X 射线光束线
SESAME 开发人员最近安装的光束线叫做 HESEB（ Helmholtz-Sesame Beamline）。它是SESAME 的第一条软 X 射线束线。Mohammad Al-Najdawi 解释说： “利用这些软 X 射线，我们可以研究固体物理、生物学或环境科学等领域的各种科学问题。典型的应用是开发新的半导体材料、磁性薄膜或对均相催化系统进行原位研究。
HESEB 再次成为一个很好的例子，说明各种 SR 设施如何将其技能结合起来，以便为科学界取得最佳成果。从 2019 年开始，由五个德国研究中心（DESY、FZJ、HZB、HZDR 和 KIT）组成的联盟资助并负责光束线的设计和建造。Mohammad Al-Najdawi补充道：“HESEB的布局允许运行两个独立的实验终端站，土耳其资助了侧重于光发射光谱的第二个终端站。因此，这将是第一个由 SESAME 成员资助和创立的光束线分支！”
BEATS 胜过所有光束线！
另一条新的光束线名为 BEATS，是 SESAME 的断层扫描光束线（BEAmline for Tomography at SESAME）。这条硬 X 射线全场层析成像光束线的费用为 600 万欧元，由欧盟提供。BEATS 是一次成功的国际合作的结果，因为除了 SESAME 和来自中东的塞浦路斯研究所之外，欧洲著名的 SR 光设施 ALBA-CELLS（西班牙）、DESY（德国）、ESRF（法国）、Elettra（意大利）、INFN（意大利）、PSI（瑞士）和 SOLARIS（波兰）汇集各自的技能，共同创建了一条最佳版本的断层扫描光束线。Mohammad Al-Najdawi回忆道：”看到所有这些科学家的经验在这个国际团队中得到倍增，我感到非常兴奋！”。
BEATS 光束线的一个典型应用对文化遗产或地区考古发现进行三维重建，因为这些遗产或考古发现无法直接拆解，但利用BEATS 光束线就可以很好地了解内部情况。不仅如此， BEATS 还可以帮助收集地质样本。正如 Mohammad Al-Najdawi 所说：”由于中东地区干旱的气候、日益增长的用水需求以及过度开采的可能性，地下水管理是一个关键问题。因此，对地下水分布和动态的研究在这一地理区域至关重要。利用计算机断层扫描技术对水库中的多相流进行可视化和建模，是规划含水层保护的关键一步”。
可靠的真空系统
SESAME 的所有真空系统，无论是在机器中、光束线中还是在测试台上，从一开始就采用了 VAT 阀门技术。Mohammad Al-Najdawi 说道：“我们的设施包括许多 VAT 01.0、10.8 和 48.1/48.2 系列的 UHV 和全金属闸阀，我们使用 54.1 系列的 VAT 阀门来连接移动泵组。”他又总结，“在存储环内，我们使用了 VAT 47.1/47.2 系列的特殊射频屏蔽闸阀，该闸阀必须进行定制，以匹配隧道的关键形状。此外，我们在所有光束线的前端都使用了 VAT 77.1/77.3 系列的快速快门，以便为环本身和其他光束线提供最佳保护。”
在 SESAME，VAT 产品的耐用性和可靠性得到了很好的体现，Mohammad Al-Najdawi 解释说： "还记得从 BESSY I 上拆卸下来的微型电子管和助推器吗？在某些地方，我们使用的是上世纪 80 年代制造的 VAT 阀门。你猜效果如何：它们仍然运行得很好！"
有信任感的长期合作
Mohammad Al-Najdawi 对 VAT 和 SESAME 之间富有成效的长期合作感到非常高兴：“在我的职位上，我必须与许多真空供应商打交道。但是，无论是在订购还是售后服务方面，与 VAT都是最顺利、最有效的合作之一。”
2016 年，Mohammad Al-Najdawi访问了位于瑞士的 VAT 总部，进一步加深了对 VAT 的良好印象。他说道：”当我们要求 VAT 翻新我们的一些闸阀时，他们让我们先把闸阀运过去，然后自己来看看翻新是如何进行的。了解这种闸阀是如何生产出来的非常有趣！我们甚至还一起翻新了我们的一个闸阀！”
来自太阳的能量
SESAME最美妙的地方在于，在充分受益于国际资金和其他SR-light设施的知识之后，他们又成功地掌握了一项特殊技能，而这项技能也将日益受到全球所有其他设施的青睐。换句话說，SESAME是世界上第一个完全由可再生能源驱动的加速器！Mohammad Al-Najdawi回忆起一切是如何开始的：“ 加速器是约旦电力的大消耗者，电力价格昂贵。为了使该设施具有更好的可持续性，预计需要找到替代电力来源。这就是为什么我们寻求资金支持建设太阳能电厂。”
2016年，约旦政府慷慨地同意从欧盟提供的资金中拨出相当于705万美元，支持SESAME的计划，太阳能电厂于2019年2月投入使用。“这使SESAME在经济和环境可持续性方面都具备了条件，并使我们成为真正的科学先锋！”Mohammad Al-Najdawi高兴地说道。
前景光明的计划
两条新的光束线已经投入使用，只待验证后即可向用户开放。随着这些项目的完成，SESAME 的下一步计划是什么？Mohammad Al-Najdawi乐观地说：”我们已经制定了进一步建设光束线的技术方案，但归根结底，这一切都取决于我们的想法能否获得资金支持。希望全球科学界能够继续支持 SESAME，让这个真正鼓舞人心的项目能够进一步发展。”
横幅图片由CERN提供，摄影师Caraban Gonzalez, Noemi拍摄，CERN-PHOTO-201811-345-3。