高能所多学科研究中心成立于2006年,由原来的同步辐射室、核分析室、自由电子激光室合并组成。它拥有的对社会开放的大型科学研究平台包括依托北京正负电子对撞机的北京同步辐射装置(BSRF)、强流慢正电子源装置、北京自由电子激光装置(BFEL)等。多学科研究中心负责这些装置的运行、维护、改进和对外开放,同时积极开展依托这些大科学研究平台和核技术为特色的多学科交叉前沿领域的研究和应用。
高能所的发展目标是建成具有世界先进水平的、多学科、对国内外开放的、大型综合性研究基地。成立多学科研究中心的目的就是利用高能所先进的先进的射线技术、射线应用技术及核分析技术,,建立对国内外开放的多学科研究平台,开展凝聚态物理、化学、生物、材料、环境等方面的研究。
北京同步辐射装置(BSRF)
同步辐射是加速器中接近光速运动的电子在运动方向改变时所发射的电磁波,具有强度高,准直性好,能量范围广(从深紫外到硬X光)等优异特性,成为一种研究物质结构和电子结构的高性能光源。自上个世纪70年代以来,欧洲、美国、日本等发达国家纷纷建立了同步辐射装置,为多个学科的的交叉前沿研究提供先进的大型研究平台。所有的同步辐射装置都是以国家实验室的形式运作,一方面为本国甚至全世界的科学研究提供实验条件,一方面开展新型的实验技术、探测器技术等研究,成为多学科研究的中心。
北京同步辐射装置建成于1991年,经过两次升级改造,性能大幅度提高,是目前中国大陆唯一运行的硬X射线同步辐射装置。在近20年的开放过程中,为我国凝聚态物理、化学化工、生命科学、材料科学和环境科学的研究提供了一个坚实的实验平台,并且取得了一系列研究成果。北京正负电子对撞机重大改造工程完成后,同步辐射专用光运行的能量提高到2.5GeV,流强达到250毫安,用户急需的硬X强度将增加一个数量级,稳定性大幅度提高,多数光束线站能实现兼用光运行。
目前BSRF建有3个实验大厅,共有5个插入件,14条光束线和实验站。其研究领域涵盖了物理、纳米科学、材料科学、化学化工、生命科学、资源环境、医学等,每年为国内外用户提供不少于3个月的同步辐射专用光运行,部分光束线和实验站能在北京正负电子对撞机进行对撞物理运行时提供兼用光。每年有来自国内外的100多个研究机构和大学1000多名用户来BSRF进行300多个的实验。BSRF是国家纳米中心的协作实验室。
同时BSRF也开展具有特色的研究工作,如蛋白质晶体学、纳米材料、X射线相位衬度成像等研究,并积极推动同步辐射实验技术、实验方法和应用的发展和研究。
BSRF与国内外的同步辐射光源建立了广泛的合作研究与交流,并在BSRF停机期间为部分用户在国外同步辐射光源安排用光时间。

BSRF的光束线和实验站分布

用户研究领域分布
BSRF在2003年建设成功了我国第一条基于多波长反常散射方法的生物大分子晶体学光束线和实验站, 2006年第二条新的生物大分子晶体学实验站也建成并投入运行。这两条光束线和实验站为我国结构生物学研究提供了可靠的实验基地,在3年的运行中,来自全国的蛋白质晶体学研究组一共向国际蛋白质数据库(PDB)提交了近50个结构,其中一些是具有重要生物学意义的蛋白质结构,如SARS病毒主蛋白酶及抑制剂复合物结构,高等植物捕光天线复合物LHCII,细菌效应蛋白AvrPto和植物中对应的抗性蛋白Pto的复合物结构等。

菠菜捕光膜蛋白3d结构
发现了第三种光合作用膜蛋白结构,它的部分衍射数据是在BSRF获得的。

SARS病毒主蛋白酶3CLMpro及抑制剂的复合作用,是SARS病毒中最重要的蛋白质之一,
在SARS病毒整个生命周期中起着关键的调控作用,是药物设计专家特别关注的靶蛋白。
BSRF与北京大学生命科学学院、中科院微生物所开展合作,进行了枯草杆菌结构基因组、微生物硝基氧化酶的结构和功能等研究,在结构解析方法、蛋白质结构和功能研究方面取得了一系列的成果。
BSRF开展了同步辐射相位衬度成像的研究,建立了国内第一个完善的相位衬度成像及CT研究平台,在CT重建理论等方面取得了重要的进展,并将成像研究的成果应用到古生物研究方面,揭示了古生物进化的重大问题。

对贵州瓮安前寒武纪具极叶结构的磷酸盐岩化胚胎化石三维无损伤研究,
成功获得了古化石样品细小的(0.1~0.7mm) 内部空间的高分辨结构
BSRF建立了一套先进的高温高压实验平台,能够达到100万大气压,7000K的高温高压条件,为研究极端条件下的物质结构提供了有力的支持,这些研究是地球物理、新材料等领域新近发展起来的前沿。
中国科学院核分析技术重点实验室
中国科学院核分析技术重点实验室成立于1990年,是与上海应用物理所联合建立的,在科学院组织的历次重点实验室评估中均得到很高评价。实验室旨在在若干科学前沿和具有广泛应用前景的科学领域内更好地为国内外科学家创造条件、开展国内外学术交流和合作研究、培养人才,促进我国核分析技术及应用研究的发展。
核分析技术是在实验核物理和核化学基础上发展起来的一门新型学科。其特点是利用粒子与物质的相互作用、辐射效应、核谱学和核效应等基本原理和实验方法,研究物质的原子和分子组成、表面状态和内部结构,它具有灵敏度高、准确度好、微区和微量分析、动态实时分析以及非破坏性等许多非核方法不具备的优点,因而具有重要的科学价值和应用前景。核分析技术重点实验室利用先进的核分析技术,结合同步辐射技术,在纳米生物效应与纳米安全性研究、核医学成像、与健康相关的环境科学研究、科技考古方法学研究等方面取得了重要的成果。