http://93.174.130.82/digest/showdnews.aspx?id=1856a0fc-c086-43e7-b407-9e57d0293462&print=1© 2024 Российская академия наук
Томский политех изготовит экспериментальную станцию для синхротрона СКИФ. Она позволит исследовать микрообъекты размером вдвое меньше толщины человеческого волоса.
Институт катализа Сибирского отделения (СО) РАН заключил государственный контракт с Томским политехническим университетом (ТПУ) на разработку, изготовление, монтаж, шефмонтаж и шефналадку технологического оборудования экспериментальной станции "Микрофокус" для Центра коллективного пользования (ЦКП) "Сибирский кольцевой источник фотонов" (СКИФ).
"Общая стоимость контракта составляет 1,15 млрд рублей", — сообщила пресс-служба ЦКП "СКИФ".
Как отметил директор Института катализа СО РАН (является заказчиком и застройщиком проекта СКИФ), академик РАН Валерий Бухтияров, на основе данного проекта будут создавать и другие установки мегасайенс.
В свою очередь в Минобрнауки России сообщили, что работа над созданием станции уже началась.
"В самое ближайшее время завершатся работы по эскизному проектированию будущей установки и созданию прототипа образца — компьютерной модели с высокой детализацией", — цитирует министерство ректора ТПУ, члена Научно-координационного совета СКИФа Дмитрия Седнева.
Помимо Томского политехнического университета в проекте также задействованы Новосибирский государственный технический университет (НГТУ НЭТИ), Институт физики микроструктур РАН и Институт геологии и минералогии имени В.С. Соболева. ТПУ при этом выступает в роли интегратора проекта.
Это значит, что при создании станции ученые Томского политеха будут выполнять большую часть конструкторских и инженерных задач. В частности, в вузе разработают системы измерения параметров пучка и управления им, визуализации, сбора и обработки данных и соответствующее программное обеспечение. Также специалисты университета выполнят сборку станции и интегрируют ее с другими устройствами и ПО, созданными партнерами.
"На станции "Микрофокус", создаваемой ТПУ, мощный рентгеновский пучок синхротронного источника будет собран в крошечное фокусное пятно размером до 200 нанометров и возможностью уменьшения еще в четыре раза в будущем (толщина человеческого волоса около 100 нанометров — Минобрнауки), что позволит получить рекордно высокую плотность излучения в точке размещения исследуемого образца. В мировой практике таких установок нет", — пояснил директор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов (ИШФВП) ТПУ Алексей Гоголев, чьи слова приводит Минобрнауки РФ.
По его словам, с помощью станции можно будет проводить трехмерные исследования на микро- и наноуровне в динамике и в условиях больших давлений до 300 ГПа.
"Это значит, что у ученых появится возможность не просто проводить рутинные исследования по запросу индустрии, но и заглянуть в будущее, в динамике исследовать фазовые и химические превращения, а не наблюдать только их результат", — заявил Гоголев.
В частности, специализацией будущей станции станет рентгеновская микроскопия и микротомография, совмещенные с высокоразрешающим сканирующим рентгенофлуоресцентным анализом и структурными исследованиями кристаллов под высокими давлениями.
"Эти исследования необходимы в науках о Земле: на станции ученые будут изучать процессы глубинного минералообразования и рудообразования, механические и термодинамические свойства мантии Земли и их связи с сейсмичностью и вулканизмом. Также станция позволит проводить исследования глубинных процессов, приводящих к формированию и изменению магнитного поля Земли и других планет, а также моделировать состояния вещества в недрах планет-гигантов и экзопланет", — уточнили в пресс-службе ЦКП "СКИФ".
Кроме того, станцию можно будет использовать для поиска новых сверхтвердых, высокоэнергетических и других функциональных материалов, а также модификации уже известных функциональных материалов в условиях высоких давлений и температур. Например, исследование металлов платиновой группы на станции "Микрофокус" важно как для понимания процессов формирования мантии Земли, так и для оценки перспективности рудных месторождений.
Работы по созданию станции должны завершиться летом 2024 года, ее монтаж и пусконаладка запланированы на конец того же года (первоначально предполагалось, что синхротрон и одна станция будут запущены до 30 декабря 2023 года, однако сроки были скорректированы). Общий вес будущей установки — более 70 тонн, ее стоимость оценивается более чем в 1 млрд рублей.
Строительство синхротрона СКИФ началось в окрестностях наукограда Кольцово в Новосибирской области, недалеко от ГНЦ "Вектор", 25 августа 2021 года. Объект создается по указу президента РФ Владимира Путина в рамках национального проекта "Наука и университеты" для развития современной отечественной сети источников синхротронного излучения нового поколения. Государственным заказчиком выступает Министерство науки и высшего образования РФ.
В состав Центра коллективного пользования "СКИФ" войдут 30 экспериментальных станций, 14 из которых будут использовать излучение вставных устройств (размещаемых в прямолинейных участках основного кольца длиной 4-6 метров), а 16 — будут размещаться на пучках из поворотных магнитов. С их помощью будет вестись работа по расшифровке структуры биополимеров, механизмов функционирования живых организмов, изучаться передача наследственной информации, механизмы действия лекарственных препаратов. Также на базе экспериментальных станций будут создавать новые материалы и исследовать быстротекущие процессы.
СКИФ станет первым в мире источником синхротронного излучения поколения 4+ с энергией 3 ГэВ.
"Создание Сибирского кольцевого источника фотонов в Новосибирске — вызов для российского научного сообщества и площадка мегасайнс, не имеющая аналогов в мире", — отметил Дмитрий Седнев.
Строительство ЦКП "СКИФ" изначально оценивалось в 37,1 млрд рублей, на данный момент окончательная стоимость всего проекта составляет 47,3 млрд рублей, подорожание связано с ростом цен на строительные и другие материалы.
В октябре специалисты Института ядерной физики (ИЯФ, Новосибирск) СО РАН испытали первую очередь линейного ускорителя для Центра коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов".
"Сегодня (25 октября — ИФ) знаменательный день! Фактически, произошло рождение новой установки, это самый первый, самый сложный этап формирования (электронного — ИФ) пучка нужного качества", — сообщил журналистам директор института Павел Логачев.
Он уточнил, что запущенный пучок имел энергию 1 млн электрон-вольт, при этом ИЯФ впервые изготовил СВЧ-пушку для линейного ускорителя.
В течение 1-1,5 лет специалисты ИЯФ будут писать программное обеспечение для управления будущим ускорителем.
Полностью собранный линейный ускоритель имеет проектную мощность 200 млн электрон-вольт. Этот пучок поступает сначала в накопительное кольцо, где разгоняется до 3 млрд электрон-вольт, а потом в основное ускорительное кольцо.
Ранее сообщалось, что в ИЯФ изготовили элементы промежуточного (бустерного) кольца ускорителя и приступили к массовому производству элементов основного ускорительного кольца СКИФа с тем, чтобы в декабре 2024 года запустить не только синхротрон, но и первые станции, которые планировалось создать к концу 2024 года, а в начале 2025 года приступить к их опытной эксплуатации.
В рамках проекта СКИФ заключено два госконтракта. Один из них — на 3 млрд 620 млн рублей — предусматривает создание линейного ускорителя и бустерного синхротрона — инжекционного комплекса.
Второй госконтракт на изготовление, сборку, поставку и пусконаладочные работы технологически сложного оборудования ускорительного комплекса ЦКП "СКИФ" на 8,93 млрд рублей предусматривает, что специалисты ИЯФ изготовят накопительное кольцо и устройства для генерации синхротронного излучения и его вывода к пользовательским станциям.