Ученые МНИЦ «Когерентная рентгеновская оптика для установок Мегасайенс» изготовили первый рентгеновский трансфокатор для исследовательской станции 1.1 «Микрофокус» российского синхротрона 4-го поколения «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ). Устройство предназначено для управления параметрами пучка синхротронного излучения в экспериментах по когерентной рентгеновской визуализации, спектроскопии и исследованию образцов в экстремальных условиях.
Выполнение исследований с использованием синхротронных пучков, чей размер не превышает нескольких микрометров, требует высокой точности установки оптических элементов и исследуемого образца. Для позиционирования преломляющих рентгеновских линз исследователи разработали специальные устройства — трансфокаторы (позволяют дистанционно изменять количество преломляющих элементов в пучке, регулируя положение фокального пятна вдоль оптической оси).
Используемые на зарубежных синхротронах устройства обладают большими габаритами и массой, что делает их стационарными без возможности перемещать между различными участками экспериментальной станции, а картриджная система не обеспечивает плавного контроля положения фокуса. Это ограничивает возможность применения таких трансфокаторов для задач визуализации исследуемых микрообъектов.
Исследователям БФУ удалось разработать и изготовить компактный переносной трансфокатор. Устройство представляет собой рентгеновский зум-объектив, использующий индивидуальный способ ввода и вывода линз — принципиально новый механизм, с помощью которого количество оптических элементов в пучке изменяется по одному, последовательно и независимо друг от друга. Благодаря этому компактные трансфокаторы обеспечивают плавное изменение фокуса и его положения, а также позволяют более гибко управлять параметрами синхротронного пучка на расстоянии от нескольких сантиметров до сотен метров. Компактные размеры и малый вес устройств упрощают их интеграцию в различные даже неспециализированные экспериментальные станции, как для задач фокусировки и визуализации, так и для подготовки и транспорта пучка.
Отметим, трансфокатор для СКИФ оснастили рентгеновскими преломляющими линзами, разработанными и изготовленными также в БФУ.
Анатолий Снигирев, директор МНИЦ «Когерентная рентгеновская оптика для установок Мегасайенс»:
«Наш рентгеновский трансфокатор, разработанный на основе уникальных конструктивных решений, не имеет аналогов за рубежом. Это не импортозамещение, а стратегическое развитие национальной научно-технической базы, укрепляющее наши позиции благодаря собственным инновациям. Введение таких передовых технологий на отечественных научных установках позволит значительно расширить наши исследовательские возможности на установках класса Мегасайенс. Разработка и производство отечественных рентгеновских трансфокаторов являются важным шагом в развитии современной рентгеновской оптики в России, который способствует укреплению научно-технологического потенциала и суверенитета страны».
Справка:
Источник синхротронного излучения СКИФ — это научная установка класса «Мегасайенс», которая строится в новосибирском наукограде Кольцово в рамках национального проекта «Наука и университеты». Запуск уникальной по своим характеристикам установки предоставит российским ученым, ведущим промышленным предприятиям и компаниям возможность проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками синхротронного излучения в таких областях, как физика, химия, материаловедение, биология, медицина, геология и археология. Появление синхротронного источника 4-го поколения на территории РФ обеспечит поддержку отечественной науки и промышленности, снижая потребность российских исследователей в посещении подобных научно-исследовательских установок за пределами нашей страны.