Ученые Томского государственного университета и ИЯФ СО РАН собрали и протестировали для Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» первый координатный детектор на полупроводниках – GINTOS, способный выдерживать очень высокие потоки энергии. Им оснастят исследовательскую станцию для изучения быстропротекающих процессов. Планируется, что первый в мире источник синхротронного излучения поколения 4+ будет введен в эксплуатацию в 2025 году.
Как говорят ученые, детектор позволит исследовать реакцию материалов на импульсные тепловые и механические нагрузки. «Это необходимо для понимания процессов, которые будут происходить, например, в строящемся термоядерном реакторе ITER при попадании раскаленной плазмы на вольфрамовую стенку, – поясняет главный научный сотрудник ИЯФ СО РАН, ведущий научный сотрудник лаборатории детекторов синхротронного излучения ТГУ, руководитель проекта по созданию новых детекторов Лев Шехтман. – Вместе с тем детектор позволит исследовать распространение ударных волн и других динамических процессов в микросекундном диапазоне».
Томские радиофизики разработали также сенсоры, которые будут производить съемку со скоростью до 10 миллионов кадров в секунду. Электроника была разработана специалистами ИЯФ СО РАН. «Полупроводниковые сенсоры преобразуют фотонный сигнал в электрический, а электроника регистрирует этот сигнал и передает изображение в компьютер, – объясняет руководитель команды разработчиков, заведующий лабораторией детекторов синхротронного излучения ТГУ, профессор Олег Толбанов. – Количество кадров очень велико, поэтому результат съемки – это не отдельные изображения, а фильм».
Как отмечают разработчики, на синхротронах в разных странах в основном используются кремниевые детекторы, однако на СКИФе будут проводиться эксперименты с излучением более высокой энергии, на которой у кремния низкая эффективность. Поэтому в качестве материала для таких сенсоров был выбран арсенид галлия, компенсированный хромом. Материал обладает повышенной радиационной стойкостью и чувствительностью к рентгеновскому излучению.
Ученым предстоит создать еще четыре детектора другого типа – для станции изучения быстропротекающих процессов. Специалисты ИЯФ СО РАН планируют разрабатывать их в тесном сотрудничестве с коллегами из ТГУ. Всё это предстоит сделать до конца 2024 года, а запуск самой станции изучения быстропротекающих процессов запланирован на 2025 год.