Ученые МНИЦ «Когерентная рентгеновская оптика для установок Мегасайенс» были поддержаны РФФИ по результатам конкурса «Фундаментальные проблемы структурной диагностики функциональных материалов с применением источников синхротронного излучения с ультрамалым эмиттансом».
Проект под руководством директора МНИЦ Анатолия Снигирева- «Алмазная рентгеновская оптика для когерентных рентгеновских источников синхротронного излучения с ультрамалым эмиттансом» - посвящен росту бездефектных монокристаллов алмаза температурно-градиентным методом, изготовлению тонких (100-200 микрон) пластин, и их исследованию для последующей разработки рентгенооптических элементов на их основе.
Исполнение проекта будет проводиться в течении 3 лет совместно с Институтом геологии и минералогии им. В. С. Соболева (ИГМ СО РАН, Новосибирск) – входящим в список основных участников строительства рентгеновского источника СКИФ (Сибирский кольцевой источник фотонов). На заявку были получены хорошие отзывы экспертов и полное финансирование в размере 6 млн. рублей в год.
Экспертное заключение:
«Мировая тенденция перехода на дифракционно-ограниченные источников СИ 4+ поколения столкнётся с необходимостью иметь адекватную рентгеновскую оптику, которая не искажает волновой фронт излучения. Рентгеновская оптика на основе совершенных кристаллах алмаза является наиболее подходящей с точки зрения механической и радиационной стойкости, теплопроводности, малого коэффициента теплового расширения, высокого коэффициента при Брэгговском отражении, высокая прозрачность для рентгеновского излучения. Создание совершенных алмазов в качестве материала для рентгеновской оптики создаст условия для полной реализации высокой яркости источников СИ 4+.»
Анатолий Снигирев, директор МНИЦ:
«В течение 5 лет в России появится сразу несколько дифракционно-ограниченных источников синхротронного излучения. При этом строительство источников будет проводиться с нуля, что позволит избежать трудо- и ресурсоемкого процесса по замене старых устройств и оптических элементов новыми. У нас есть время на основательные исследования, разработку и тестирование оптики на основе искусственно выращенного алмаза. Использование алмаза обусловлено его механической стойкостью, на порядок более высокой пропускаемостью рентгеновских лучей и небольшим коэффициентом термического расширения. Попытки использования монокристаллов алмаза для рентгенооптических элементов предпринимались еще при развитии источников 3-го поколения, но были затруднены недоступностью кристаллов высокого качества с бездефектной областью минимум 4х4 мм2 и сложностью изготовления эффективной системы крепления, не вносящей напряжений в кристалл. Наши коллеги из Новосибирска обладают доступной технологией изготовления таких пластин, которые успешно используются в качестве фазовых пластин на действующих источниках (SOLEIL, Франция; PLS, Южная Корея). В программу минимум входит получение бездефектных монокристаллических пластин алмаза, их исследование и тестирование в качестве рентгенооптических элементов, таких как окна, фазовые пластины, расщепители пучка, монохроматоры и линзы.»
Сергей Шевырталов, научный сотрудник МНИЦ:
«Элементы рентгеновской оптики на основе алмаза станут основой для всех новых источников синхротронного излучения. В России производством качественных алмазных пластин занимаются всего три организации, в числе которых наши коллеги из ИГМ СО РАН в Новосибирске. Качество изготовления таких пластин стало лучше, но исследовать такие пластины сложнее, чем раньше. Требуется высокое угловое (<0.1’’) и энергетическое разрешение (deltaE/E=10-8), знание особенностей исследовательской станции и рентгенооптических элементов на ней, так как каждый элемент на пути излучения вносит свой вклад в результат. Наша группа обладает как знанием требуемых методов исследования, так и исследовательских станций на мировых синхротронах».