6
Ученые разработали эскиз первых шести пользовательских станций СКИФа
В регионе полным ходом идет проектирование уникального синхротрона четвертого поколения, который должны построить в рамках реализации проекта «Академгородок 2.0» к 2024 году.
Напомним, центр коллективного пользования СКИФ будет включать в себя, помимо собственно источника фотонов, пользовательское оборудование экспериментальных станций и лабораторного комплекса. Все это расположится в здании с наружным диаметром более 200 метров. В нем будут находиться помещения с дополнительными приборами для подготовки проб и сопутствующих исследований. Комплекс построят в наукограде Кольцово.
Стоит отметить, что над проектом трудятся ученые из нескольких научных институтов. Координатором проекта выступает Институт катализа.
— В рамках проекта ЦКП СКИФ будет построено 30 исследовательских станций, использующих разные рентгеновские методики для решения разных задач, — рассказал заведующий лабораторией перспективных синхротронных методов исследования Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, заместитель руководителя проектного офиса СКИФа доктор физико-математических наук Ян Зубавичус. — В проект первой очереди входят шесть экспериментальных станций. Там будут использоваться наиболее востребованные методы исследований, такие как дифракционные для структурного анализа, микро- и нанопучки для построения карт химического состава, исследование локальных свойств материалов, методы, использующие мягкий рентгеновский диапазон.
Сам СКИФ пока увидеть невозможно — проект находится в стадии проектирования. Но представить, как будут выглядеть исследовательские станции, вполне реально. Для этого представителей новосибирских СМИ пригласили в Институт ядерной физики, где расположен Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения. Поводом для встречи стал очередной этап создания СКИФа: команда ИЯФ, которая отвечает за ускорительный комплекс, сообщила о завершении работы над эскизным проектом первых шести экспериментальных станций.
Институт ядерной физики — это огромный комплекс. Для того чтобы попасть в центр синхротронного и терагерцового излучения, нужно сначала спуститься под землю, а потом долго идти по коридорам, то поднимаясь, то спускаясь по почти отвесным железным лесенкам. Все выглядит в точности так, как в старом советском фильме «Девять дней одного года». Местами на стенах горят предупреждающие надписи: «Люк не открывать, радиация». Коридоры поворачивают и разветвляются, так что без провожатого здесь можно заблудиться. Почему-то очень жарко.
Сам источник излучения по понятным причинам увидеть нельзя — он находится «вон за той овальной стеной». Он огромен, а СКИФ будет еще больше. Зато можно увидеть длинные желтые трубы, по которым проходит пучок, и пользовательские станции, на которых проводят эксперименты. Примерно так же будут выглядеть и экспериментальные станции СКИФа.
— Мы планируем выйти на предельно возможные параметры для синхротронов четвертого поколения, — сообщил помощник директора ИЯФ СО РАН по перспективным проектам, руководитель проектного офиса ЦКП СКИФ в Институте катализа СО РАН Яков Ракшун. — Так, предполагается, что эмиттанс — количественная характеристика — пучка на нашем синхротроне будет очень близок к предельным параметрам. У нас есть важное конкурентное преимущество по сравнению с другими машинами — нам не надо «апгрейдить», встраиваться в существующую структуру. У нас проект «чистого поля», мы с самого начала закладываем возможности использования этой машины для экспериментальных станций.
КОММЕНТАРИЙ
Андрей ТРАВНИКОВ, губернатор Новосибирской области:
— По каждому из проектов, которые вошли в программу развития Новосибирского научного центра, мы будем стараться провести переговоры и оценить заинтересованность индустриальных партнеров, возможных инвесторов. Основной задачей проекта «Академгородок 2.0» является создание условий для новых научных разработок мирового уровня — исследовательской инфраструктуры — и, самое главное, для внедрения их в производство. И уже сегодня регион приступил к проработке будущего внедрения научных разработок новосибирских ученых. В том числе самого крупного флагманского проекта ННЦ, объекта современной исследовательской инфраструктуры класса мегасайенс — центра коллективного пользования Сибирский кольцевой источник фотонов (ЦКП СКИФ).
Специалисты уже учатся
Синхротрон четвертого поколения еще только предстоит построить, а подготовка специалистов, которые будут проводить научные исследования, уже идет: в НГУ запустили специальную магистерскую программу. А инженеров, которые будут обеспечивать работу СКИФа, вероятнее всего, будут готовить в НГТУ.
СКИФ — проект для России уникальный. Ничего подобного у нас пока нет, да и в мире источников четвертого поколения пока что единицы. И хотя синхротрон должны запустить в эксплуатацию лишь через пять лет, ученые уже сегодня задумываются, кто же будет на нем работать. Тем более что проект весьма масштабный: для работы на нем потребуется около двухсот инженеров и около ста исследователей.
При этом даже непосвященным понятно, что специалисты, которые будут трудиться на этой уникальной установке, должны обладать столь же уникальным багажом знаний. Осенью нынешнего года в Новосибирском государственном университете запустили магистерскую программу «Методическое обеспечение физико-химических исследований конденсированных фаз». Специалисты, прошедшие эту программу, смогут работать на стыке сразу нескольких научных дисциплин — физики, химии, биологии и даже археологии. Сегодня по программе обучается шесть человек с физического факультета и факультета естественных наук НГУ.
— Несмотря на то что прошел только первый семестр обучения, наши студенты и молодые преподаватели уже побывали на источниках синхротронного излучения в Швейцарии, Франции, Великобритании, Германии, — рассказала заведующая кафедрой ФЕН НГУ, ведущий научный сотрудник ИК СО РАН Елена Болдырева. — По итогам поездок и результатам выездных практик уже готовятся научные публикации. Разработчики проекта СКИФа, ответственные за конкретные пользовательские станции, являются также руководителями исследовательской практики в нашей магистратуре, а студентов уже привлекают к работам, непосредственно связанным с реализацией этого проекта.
На СКИФе будут работать не только исследователи, но и инженеры, обеспечивающие его нормальную работу. Не исключено, что их будут обучать в НГТУ — вузе, где готовят инженерных специалистов высокой квалификации. Вполне возможно, что в техническом университете появятся новые программы подготовки.
Детекторы изготовят в Томске
В разработку проекта Сибирского кольцевого источника фотонов все активнее включаются ученые из других регионов. Сотрудники лаборатории функциональной электроники ТГУ изготовят детекторы рентгеновского излучения — один из ключевых элементов оборудования экспериментальных станций.
Эскизный проект экспериментальных станций СКИФа, разработанный учеными Института ядерной физики СО РАН, презентовали представителям научного сообщества. В конце января делегация ИЯФ побывала в Томске, где на рабочем совещании в ТГУ о проекте рассказали представителям томских вузов и академических институтов. На совещании обсуждали вопросы сотрудничества сибирских ученых в рамках проекта СКИФа.
— В течение двух дней нам подробно рассказали о том, что такое СКИФ, как он устроен, в каких направлениях развивается проект. Вопрос об участии томских вузов и НИИ в этом проекте стоит практически с начала его реализации, — пояснил проректор ТГУ по научной работе Иван Ивонин. — Часть нашего сотрудничества будет связана с участием ТГУ в физических экспериментах и обеспечением синхротрона детекторами для регистрации рентгеновского излучения. 15 наших групп будут выполнять исследования в области физики, химии, геологии, биологии, медицины, материаловедения на оборудовании СКИФа. Также мы планируем реализацию образовательных программ, чтобы готовить специалистов для работы на синхротроне. Это была стартовая встреча, в марте мы обсудим конкретные сформированные проекты.
Новосибирские ученые также посетили лабораторию функциональной электроники ТГУ, где выращивают уникальные пленки арсенида галлия, которые служат основой для детекторов рентгеновского излучения. Эти устройства не имеют аналогов, их используют в своих исследованиях ведущие мировые центры, в том числе ЦЕРН, где находится Большой адронный коллайдер.
— Детекторы рентгеновского излучения — один из ключевых элементов оборудования экспериментальных станций, — отмечает помощник директора ИЯФ СО РАН по перспективным проектам, руководитель проектного офиса ЦКП СКИФ в Институте катализа СО РАН Яков Ракшун. — Каждый детектор проектируется индивидуально, под параметры конкретной станции. Это очень трудоемкий и затратный процесс, поэтому принципиально важно наладить серийное производство таких детекторов в России.
