0
6620
Газета Наука Интернет-версия

25.10.2022 19:25:00

Властелины синхротронного кольца

Мегаустановка СКИФ откроет ранее недосягаемые в России горизонты для исследований

Тэги: мегасайенс, десятилетие науки и технологий, наука и университеты, СКИФ, новосибирск, химия, физика, синхротронное излучение

Как занимаются наукой по-крупному

мегасайенс, десятилетие науки и технологий, наука и университеты, СКИФ, новосибирск, химия, физика, синхротронное излучение Общий вид на объекты ЦКП "СКИФ". Фото сайта srf-skif.ru

В Институте ядерной физики Сибирского отделения РАН испытана первая ступень инжектора для «Сибирского кольцевого источника фотонов» (СКИФ) – строящегося в Новосибирске научного комплекса, флагманского проекта российской сети источников синхротронного излучения нового поколения. Характеристики установки позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей – химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, медицины и др.

«Центр коллективного пользования (ЦКП) «СКИФ» – объект класса «мегасайенс» с источником фотонов самого современного поколения «4+», который создается в рамках национального проекта «Наука и университеты» в наукограде Кольцово Новосибирской области. Это будет одна из самых передовых установок не только в России, но и во всем мире.

По словам директора ЦКП «СКИФ», члена-корреспондента РАН Евгения Левичева, синхротрон – это вакуумная труба в форме кольца, в которой электроны, ускоренные до скорости света, поворачивают в магнитном поле и рождают синхротронное излучение: «По специальным каналам вывода, расположенным вдоль кольца по касательной к траектории движения электронов, синхротронное излучение направляется на экспериментальные станции. Там ученые ставят на пути синхротронного излучения образцы и измеряют отклик, порождаемый этим взаимодействием. Образцы – это различные материалы, клетки организмов и даже живые организмы целиком, например лабораторные животные». Самая важная характеристика любого синхротрона – его эмиттанс: чем он меньше, тем выше качество пучка частиц. А у СКИФа он будет рекордно низким в мировых масштабах – 75 пм-рад.

Строительство СКИФа стартовало в 2021 году. Масштабный проект из 34 зданий и сооружений будет развернут на земельном участке площадью 30 га, периметр основного кольца синхротронного источника составит 476 м. Сейчас на стройплощадке продолжаются работы по «нулевому» циклу. Готовы котлованы основных зданий – инжектора, накопителя, отдельных зданий двух экспериментальных станций, административного корпуса и столовой. Выполнено армирование грунта сваями в раскатных скважинах, завершается стабилизация грунта, построены временные дороги внутри площадки. Забиваются сваи в основания части зданий, выполняются их статические испытания, идут работы по созданию временных инженерных сетей.

Параллельно создается оборудование для будущего научного комплекса. Так, в настоящее время готово около 90% аппаратуры инжекционного комплекса, который включает в себя линейный ускоритель и бустерный синхротрон. Свежая новость – в инжекторе получены первые электроны. «В Институте ядерной физики СО РАН испытана первая ступень инжектора – электронная пушка с высокочастотным ускоряющим резонатором, который разогнал пучок до проектных 0,8 МэВ. И хотя частицы пока преодолели совсем небольшое расстояние – около 1 м, – это важный этап, поскольку электроны низких энергий очень чувствительны к малым возмущениям, таким как, например, точность сборки узлов пушки или магнитное поле Земли, и важно было убедиться, что эти факторы не влияют на качество пучка», – отметил Евгений Левичев. До настоящего момента институт производил отдельные элементы ускорительного комплекса, а сейчас можно смело говорить о том, что установка «ожила».

СКИФ станет одним из важнейших научных объектов в России, заработавших в ходе Десятилетия науки и технологий: синхротронный источник должен быть построен до конца 2024 года, а исследования на первых шести экспериментальных станциях начнутся в 2025 году. По двум станциям уже определены интеграторы создания: одна из них займется диагностикой в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне для задач материаловедения и наук о жизни, вторая – исследованием процессов, протекающих за десятки наносекунд. Планируется, что всего до 2030 года будет готово до 18 станций, а всего на источнике может быть размещено до 30 станций.

Синхротронный источник откроет ранее недосягаемые в России горизонты для фундаментальных и прикладных исследований. Например, с его помощью можно снимать «рентгеновское кино» с частотой миллионы кадров в секунду – это необходимо для исследования таких процессов, как возникновение микротрещин или распространение детонационных и ударных волн. На СКИФе ученые смогут быстро и точно определять 3D-структуры биологических молекул, а на основе этой информации влиять на их свойства, на чем основана современная фармацевтика. Авиастроители смогут изучать эксплуатационные свойства различных износостойких покрытий для лопаток турбин. В химической промышленности синхротронные исследования будут востребованы для изучения биметаллических катализаторов.


Читайте также


Что делает космологию экспериментальной наукой

Что делает космологию экспериментальной наукой

Иван Сапрыкин

Гравитационные волны становятся привычным объектом изучения для физиков

0
6115
С точностью до одного фотона

С точностью до одного фотона

Максим Ухин

Металинзы позволяют манипулировать испусканием квантов света с разной длиной волны и формой

0
4481
Мир надлунный и подлунный

Мир надлунный и подлунный

Алекс Громов

Новое издание виднейшего мыслителя средневекового Востока

0
1871
Стартапы, меняющие реальность

Стартапы, меняющие реальность

Владимир Полканов

Изобретатели соревнуются за премию «Новатор Москвы»

0
8794

Другие новости