Источник синхротронного излучения «СКИФ». Готов эскизный проект первых станций

Команда проектного офиса ЦКП «СКИФ» Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН) совместно с сотрудниками Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) представила эскизный проект шести экспериментальных станций первой очереди будущего синхротронного центра (ориентировочная стоимость оценивается в 37 млрд. рублей в текущих ценах, запуск намечен на 2024 год). Обсуждение проекта состоялось на рабочем совещании в Томском государственном университете (ТГУ) 28-29 января.

Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) в будущем станет частью отечественной сетевой инфраструктуры синхротронных и нейтронных исследований с головной установкой ИССИ-4 (НИЦ «Курчатовский институт»). Это центр коллективного пользования, он будет включать в себя не только ускоритель-синхротрон – источник синхротронного излучения четвертого поколения, но и развитую пользовательскую инфраструктуру: различные экспериментальные станции и лабораторный корпус. Поэтому к моменту запуска первой очереди проекта в 2024 году будет построен не только синхротрон, за реализацию которого отвечает ИЯФ СО РАН, но и первые шесть пользовательских станций.

В числе первых планируется построить следующие станции: станция «Микрофокус» на которой можно будет получать пучки микро- и наноразмеров; станция «Структурная диагностика» для проведения различных видов рентгеноструктурного анализа; станция «Исследование быстропротекающих процессов» для изучения ударно-волновых, гиперзвуковых и взрывных процессов; станция «XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм» – для исследований локальной и магнитной структуры вещества; станция «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне» – для получения контрастных изображений высокого разрешения крупных объектов, например, геологических образцов или лабораторных животных; станция «Электронная структура» – единственная станция, работающая в мягком рентгеновском диапазоне, позволит исследовать химический состав и состояние атомов на поверхности катализаторов и материалов современной электроники.

Экспериментальные станции в бункере СИ ВЭПП-4. Фото: Светлана Ерыгина, НГУ

«На сегодняшний день у нас готов эскизный проект первых станций – это документ, в котором собраны все исходные данные для проектирования, все необходимые параметры, - комментирует помощник директора ИЯФ СО РАН по перспективным проектам, руководитель проектного офиса ЦКП «СКИФ» ИК СО РАН Яков Ракшун. – Сейчас у нас есть понимание, как максимально эффективно использовать пучки и какие задачи можно будет решить на этих станциях».

Эскизный проект был представлен научному сообществу на рабочем совещании с участием представителей томских научных организаций (Томский политехнический университет, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Томский государственный архитектурно-строительный университет, Институт сильноточной электроники СО РАН, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН) в ТГУ 28-29 января. На совещании обсуждались вопросы сотрудничества в рамках проекта СКИФ. «В течение двух дней нам рассказали о том, что такое СКИФ, как он устроен, в каких направлениях развивается. Вопрос об участии томских вузов и НИИ в этом проекте стоит практически с начала его реализации, – рассказал проректор по научной работе ТГУ 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 СКИФ».

Представители ИЯФ СО РАН и проектного офиса ЦКП «СКИФ» посетили лабораторию функциональной электроники ТГУ, где выращивают уникальные пленки арсенида галлия, которые служат основой для детекторов рентгеновского излучения. Эти детекторы не имеют мировых аналогов, их используют в ведущих мировых научных центрах, таких как Немецкий электронный синхротрон - исследовательский центр имени Гельмгольца (англ. Research Centre of the Helmholtz Association, German Electron Synchrotron DESY) – Германия; Европейский центр синхротронного излучения (англ. European Synchrotron Radiation Facility, ESRF) - Франция, а также Большой адронный коллайдер (The Large Hadron Collider – LHC) Европейского центра ядерных исследований ЦЕРН (англ. European Organization for Nuclear Research, CERN) - Швейцария.

По словам Якова Ракшуна, детекторы рентгеновского излучения – это один из ключевых элементов оборудования экспериментальных станций. Каждый детектор проектируется индивидуально, под параметры конкретной станции – это очень трудоемкий и затратный процесс, поэтому принципиально важно наладить серийное производство таких детекторов в России.