В 100 тысяч раз ярче солнца

Его свет в 100 тыс. раз ярче, чем солнечный. Он позволяет в режиме реального времени наблюдать, как идут различные химические реакции. Способствует развитию фармакологии и аэрокосмической отрасли. Он – это синхротрон. И скоро он появится в Новосибирске.

В 100 тысяч раз ярче солнца
В 100 тысяч раз ярче солнца В 100 тысяч раз ярче солнца

На синхротронах исследуются самые разные и порой неожиданные объекты. Часть этих исследований связана с фундаментальной наукой, часть носит прикладной и коммерческий характер, есть даже исследования культурных и исторических объектов. Для чего все это делается? Синхротронные исследования необходимы при разработке новых материалов, например, для автомобильной и аэрокосмической отрасли. Заказывают их также металлургические и нефтегазовые компании, на синхротронные исследования опираются фармпроизводства, создавая новые лекарства.

Более того, для создания жидкого стирального порошка, который эффективно удаляет загрязнения даже при температуре воды +15 ˚С, компания-производитель заказывала исследования на синхротроне энзимов и полимеров, входящих в состав средства для стирки.

Что такое синхротрон и чем он отличается, например, от коллайдера?

По идее, синхротрон – это кольцевой ускоритель заряженных частиц, вроде коллайдера. Но сегодня синхротронами чаще всего называют источники синхротронного излучения (СИ).

СИ представляет собой большое кольцо, по которому в вакууме по изогнутой траектории летает со скоростью, близкой к скорости света, пучок электронов. При повороте электроны дают рентгеновское излучение, уникальное по своим характеристикам – от «кучности» пучка (почти как у лазера, только рентгеновского), до возможности варьировать частоту излучения. Такой пучок излучения дает уникальные возможности по изучению материалов и химических реакций.

Свет синхротрона позволяет увидеть не только атомную структуру вещества, но и процесс возникновения и разрыва химических связей между атомами.

В отличие от коллайдеров, предназначенных для решения узкоспециализированных задач физики элементарных частиц, синхротроны являются большими центрами мультидисциплинарных исследований. Без них в наше время невозможно развитие науки.

В России сегодня действуют два источника синхротронного излучения. Один находится в Курчатовском институте в Москве, он запущен в 1999 году, второй – в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН в Новосибирске, работает с модификациями с 1973 года.

Этих двух источников не хватает, чтобы в полной мере закрыть потребности российских ученых по объему предоставляемого для экспериментов времени и по техническому уровню. Некоторые методы исследования требуют более совершенных источников СИ, доступных только за рубежом.

А теперь, внимание: для того чтобы провести эксперимент на зарубежном источнике синхротронного излучения коллективного пользования, необходимо подать заявку с подробным описанием эксперимента и его научной значимости на конкурс, который проводится дважды в год. Число заявок значительно превышает технические возможности источников СИ. Из тысячи поступающих на конкурс заявок одобряют в среднем 40 %. Именно поэтому в последнее время обсуждается необходимость создания в России современных источников СИ и связанной с ними научной инфраструктуры.

Наш, местный. Синхротрон в Новосибирске

Министерство образования России согласовало проект синхротрона, автором которого выступили Институт ядерной физики Сибирского отделения РАН, Институт катализа СО РАН и «Росатом». Почему выбор пал на Новосибирск? Здесь находится Институт ядерной физики, который делает поворотные магниты и другое оборудование для ускорителей по всему миру – от Большого адронного коллайдера до «обычных» источников синхротронного излучения. И везде продукция ИЯФ зарекомендовала себя лучшим образом, поэтому нет никаких сомнений в том, что институт способен реализовать проект строительства синхротрона.

Непосредственно в Академгородке расположено большое число научных институтов, которые могут стать квалифицированными пользователями источника синхротронного излучения. Уже определены параметры первых шести экспериментальных станций, за каждую из которых отвечает какой-то институт.

В ближайшее время пройдет технический и ценовой аудит, следом за ним выйдет постановление о выделении средств на строительство, а вся проектная документация будет оформлена к августу 2020 года. Синхротрон «СКИФ» построят на территории в 24 га в наукограде Кольцово. «СКИФ» станет одним из трех объектов современной научной инфраструктуры страны. Второй комплекс будет построен в подмосковном Протвино, им станет специализированный источник синхротронного излучения четвертого поколения (ИССИ-4) при Курчатовском институте, еще одна установка будет размещена на Дальнем Востоке.

Новосибирский синхротрон будет по своим параметрам соответствовать лучшим современным машинам такого типа, а по ряду параметров и превосходить их, что позволит большому кругу ученых со всего мира проводить исследования на переднем крае науки. Ожидается, что количество пользователей «СКИФ» составит до 10 тыс. в год, а участниками проекта станут около 100 организаций, в том числе иностранные научные организации и российские вузы.

Центр коллективного пользования будет включать в себя ускорительный комплекс и развитую пользовательскую инфраструктуру: экспериментальные станции и лабораторный корпус. Запуск первой очереди проекта запланирован на 2024 год, ориентировочная стоимость – 37,1 млрд руб.

Комментарии (0)

Оставить комментарий

Вы комментируете как Гость.

Важное