Завершен первый этап создания станции «Микрофокус» для СКИФа

Кристальный монохроматор для станции Сибирского кольцевого источника фотонов сделают в Новосибирске.

Томский политехнический университет совместно с партнерами завершил первый этап работ по созданию одной из станций Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ) — «Микрофокус». До ноября 2023 года ученые будут работать над конструированием системы. Ее планируется завершить летом 2024 года, чтобы к концу 2024 года закончить монтажные и пусконаладочные работы в экспериментальном зале СКИФ.

Станция «Микрофокус» — это первая во внутренней нумерации проекта и третья по очередности запуска в производство станция СКИФ. Благодаря продвинутой системе фокусировки рентгеновского пучка она позволит исследовать микрообъекты размером до 200 нанометров, а ее специализацией станет рентгеновская микроскопия и микротомография, совмещенные с высокоразрешающим сканирующим рентгенофлуоресцентным анализом и структурными исследованиями кристаллов под высокими давлениями. Общий вес будущей установки — более 120 тонн, ее стоимость оценивается в более чем 1 миллиард рублей.

— На данный момент мы завершили этап эскизного проектирования будущей станции, включая создание 3D-модели установки со всем научным оборудованием, ограничительными конструкциями и инженерными сетями. Следующим этапом станет разработка конструкторской документации и конструирование каждого из элементов станции, а также разработка управляющего программного обеспечения, — сообщил директор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Алексей Гоголев.

Работой по созданию станции в коллаборации занимается группа научно-образовательного центра перспективных исследований Томского политеха, Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ), Института физики микроструктур РАН и Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН. Томский политехнический университет выступает в роли интегратора. Все конструкторские работы распределены. Так, зеркальный монохроматор будет изготавливаться в Нижнем Новгороде, часть системы окружения образца и кристальный монохроматор — в Новосибирске и так далее.

— В зоне ответственности ученых Томского политеха несколько инженерных и научных направлений. Во-первых, создание ограничительных конструкций и инженерных сетей. Это сложная часть работы и достаточно серьезный вызов, поскольку необходимо обеспечить рекордные показатели по термостабилизации будущей конструкции. Во-вторых, мы будем заниматься системами радиографии, томографии, дифрактометрии и другими. Также будет создана собственная система визуализации пучка, если по-простому — это рентгеновская камера высокого разрешения. С ее помощью будет производиться пуско-наладка станции, и в дальнейшем она может быть использована в рентгеновском имиджинге высокого разрешения, — пояснил Алексей Гоголев.

Одной из важных частей работы над станцией, которой также занимаются ученые Томского политехнического университета, разработка программного обеспечения, как части системы автоматизации станции в целом: синхронизация и взаимодействие отдельных единиц оборудования друг с другом, отработка протоколов сканирования, создание дополнительных программных модулей для разных режимов станции и многое другое.

По словам ученых, каждый элемент станции будет автоматизирован, вместе с ними будут поставляться приложения для управления, которые будут интегрированы в единую систему.

В Томском политехе работы будут выполняться на базе научного управления и четырех школ, в том числе, с привлечением филиала вуза в Юрге.

Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» Института катализа СО РАН — проект класса мегасайенс с синхротроном поколения «4+». Центр представляет собой комплекс из 34 зданий и сооружений, а также инженерного и технологического оборудования, обеспечивающий выполнение научных исследований на пучках синхротронного излучения. Уникальные характеристики нового синхротрона позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей — химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, гуманитарных науках. Также СКИФ поможет решить актуальные задачи инновационных и промышленных предприятий. Сибирский кольцевой источник фотонов создается в рамках национального проекта «Наука и университеты» для развития современной отечественной сети источников синхротронного излучения нового поколения в России.