Как сообщает специализированный ресурс «Наука в Сибири», на международной конференции по технологиям накопителей частиц ALERT 2019 в Греции российские физики впервые представили своим иностранным коллегам осуществляемый в нашей стране проект ЦКП СКИФ. Что это такое?
ЦКП СКИФ – это Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» — синхротрон поколения «4+» с энергией пучка 3 ГэВ. Он будет включать в себя ускорительный комплекс и пользовательское оборудование экспериментальных станций и лабораторного комплекса в здании с наружным диаметром более 200 метров. В нем будут расположены помещения с дополнительными приборами для подготовки проб и сопутствующих исследований. Базироваться комплекс будет в наукограде Кольцово (Новосибирск). На сегодняшний день это одна из наиболее продвинутых разработок в своем классе. Это отмечают все ведущие мировые специалисты, занятые в отрасли по созданию источников синхротронного излучения (СИ). Строительство СКИФа запланировано на 2021 год, а запуск первой очереди — на 2024-й.
Специалистам Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук (ИЯФ СО РАН) удалось разработать достаточно компактную и недорогую машину с периметром меньше 480 метров и эмиттансом до 50 пикометров, умноженных на радиан. СКИФ относится к четвертому поколению источников синхротронного излучения, энергия электронов составит 3 ГэВ, а эмиттанс (величина, определяющая яркость источника) — менее 190 пкм рад, благодаря чему будет возможно получить яркий и узконаправленный пучок СИ. Это позволит уменьшить время, необходимое для сбора данных с образца, чтобы изучать быстропротекающие процессы, а также живые объекты. Кроме того, узконаправленный пучок сможет точечно сканировать образец, собирая информацию о структуре и составе вещества с пространственным разрешением до сотен и десятков ангстрем. Сейчас подобных источников в мире крайне мало.
Создание СКИФа – один из крупнейших научных проектов России за Уралом. Пользовательская инфраструктура проектируется большим консорциумом организаций. Это и исследовательские институты СО РАН, и ведущие региональные вузы. Сейчас новосибирские ученые работают по привлечению в проект своих российских коллег. В рамках ЦКП СКИФ будет построено 30 исследовательских станций, использующих разные рентгеновские методики для решения разных задач. В проект первой очереди входит шесть экспериментальных станций. Будут доступны основные рентгеновские методы: рентген-дифракционные для структурного анализа, использование микронанопучков для построения карт химического состава, исследование локальных свойств материалов, методы, использующие мягкий рентгеновский диапазон.
В числе первых планируется построить следующие станции: «Микрофокус», на которой можно будет получать пучки микро- и наноразмеров; «Структурная диагностика» — для проведения различных видов рентгеноструктурного анализа; «Исследование быстропротекающих процессов» — для изучения ударно-волновых, гиперзвуковых и взрывных процессов. На станции «XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм» ученые займутся исследованием локальной и магнитной структуры вещества. На станции «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне» будут получать контрастные изображения высокого разрешения крупных объектов, например геологических образцов или лабораторных животных. «Электронная структура» станет единственной, работающей в мягком рентгеновском диапазоне. Она позволит исследовать химический состав и состояние атомов на поверхности катализаторов и материалов современной электроники.
Отдельно стоит вопрос о подготовке кадров для ЦКП. По приблизительным подсчетам, для создания, обеспечения и эффективного функционирования первой очереди ЦКП СКИФ потребуется порядка 100 научных сотрудников, а также около 200 инженеров и лаборантов. Нужны специалисты в области СИ и люди, которые разбираются в электронике, информационных технологиях, системах обработки данных, передачи информационных сигналов. Их начинают готовить уже сейчас, в том числе в Новосибирске – по соседству с местом, где через пару лет начнется строительство объектов СКИФа.