Россия импортозаместила синхрофазотрон
Российские ученые создали импортозамещающее оборудование для формирования пучка синхротронного излучения для «Сибирского кольцевого источника фотонов» (СКИФ), строящегося под Новосибирском. Ранее такое оборудование производилось только за рубежом и стоило в три-четыре раза дороже. Характеристики установки позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей - химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, гуманитарных науках.
Импортозамещаем оборудование
Российские ученые создали импортозамещающее оборудование для формирования пучка синхротронного излучения для «СКИФ», строящегося под Новосибирском. Об этом сообщили в пресс-службе установки.
Со слов инженеров, специалисты сибирского отделения Российской академии наук из Конструкторско-технологического института научного приборостроения (КТИ НП СО РАН) впервые в России разработали и произвели несколько типов рентгеновских щелей, способных формировать пучок синхротронного излучения (СИ) необходимой апертуры в условиях глубокого вакуума и высоких радиационных нагрузок.
Ранее такое оборудование производилось только за рубежом и стоило в три - четыре раза дороже. Индивидуальные конструкции щелей изготовлены для четырех экспериментальных станций первой очереди и всех фронтендов - комплексов оборудования вывода пучка синхротронного излучения из накопительного кольца на станции.
«До сих пор подобное оборудование производилось только в Германии, Англии и Дании. Мы разработали собственную технологию производства рентгеновских щелей, теперь российские исследователи смогут получать оборудование существенно дешевле и быстрее», - рассказал директор КТИ НП Петр Завьялов.
По информации ТАСС, каждая щель представляет собой четыре широких «ножа» из термоустойчивых металлов, которые отрезают излишки излучения по горизонтали и по вертикали, формируя пучок необходимого размера. Щели оснащены автоматизированными приводами, которые позволяют управлять конструкцией в сверхвысоком вакууме. Для того, чтобы щели не расплавились под воздействием интенсивного излучения и высоких температур, разработана охлаждающая система: внутри каждого «ножа» проходит встроенный канал подачи воды. В течение всего эксперимента вода циркулирует внутри конструкции, охлаждая элементы.
Кроме того, в КТИ НП СО РАН разработано программное обеспечение (ПО), позволяющее задать точные координаты положения щелей и получать данные с энкодеров для автоматизированного управления экспериментом. На каждой станции используются разные типы щелей – теплонагруженные (для формирования пучка с высокой плотностью мощности) и неохлаждаемые (для финальной «очистки» готового пучка от паразитных бликов, неизбежно возникающих в канале станции).
Со слов Завьялова, плотность мощности пучка синхротронного излучения настолько большая, что при нормальном падении на поверхность происходит локальный перегрев, который приводит к плавлению материала, из которого изготовлен «нож». Для того чтобы уменьшить плотность мощности излучения, «нож» располагается так, что пучок падает на него под углом буквально в несколько градусов.
Площадка по разработке технологий
Строительство Центра коллективного пользования (ЦКП) «СКИФ» по национальному проекту «Наука и университеты» началось в наукограде Кольцово под Новосибирском в 2023 г. Центр будет включать в себя ускорительный комплекс, экспериментальные станции и лабораторный комплекс. Заказчик и застройщик проекта - Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН. Головным исполнителем проекта является Институт ядерной физики СО РАН.
Уникальные характеристики установки «СКИФ» позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей - химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, гуманитарных науках. Также ЦКП «СКИФ» поможет решить актуальные задачи инновационных и промышленных предприятий.
Площадку по предоставлению технологий импортозамещения для проекта ЦКП «СКИФ» организуют на базе центра трансфера технологий Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ). Ученые вуза будут решать технические и технологические задачи по разработке оборудования для «СКИФа».
Уточняется, что НГТУ участвует в проекте «СКИФ» по трем направлениям: разработка концепций двух станций на ЦКП «СКИФ», подготовка кадров, которые будут работать в центре, и разработка технологического оборудования для станций.
В пресс-службе вуза добавили, что НГТУ с 2021 г. занимается подготовкой специалистов для проекта класса мегасайенс ЦКП «СКИФ». На механико-технологическом факультете ведется обучение по направлениям «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Материаловедение и технологии материалов». Студенты факультета радиотехники и электроники в качестве соисполнителей участвуют в исследовательской программе «Новые подходы к созданию источников синхротронного излучения» совместно с Институтом ядерной физики СО РАН. Для молодых исследователей запущены программы дополнительного образования «Разработка и проектирование ускорителей электронов для источников синхротронного излучения». С 2022 г. на кафедре электрофизических установок и ускорителей физико-технического факультета НГТУ НЭТИ будет реализована магистерская программа, ориентированная на работу выпускников на «СКИФ».