В бустере «СКИФа» пять раз прокрутился первый пучок.
После Общего собрания Российская академия наук пополнилась 84 академиками. Среди них - известный специалист в области физики и техники ускорителей заряженных частиц, источников синхротронного излучения, установок со встречными пучками, директор Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов», заместитель директора Института ядерной физики СО РАН по научной работе Евгений ЛЕВИЧЕВ. Вот лишь немногие ускорители, в создании которых он участвовал: Future Circular Collider (CERN), SuperKEKB (Япония), NICA (Россия), BESSY-2 (Германия), Swiss Light Source (Швейцария). Но коллеги говорят, что у Евгения Борисовича всегда была мечта выстроить самый современный источник синхротронного излучения в родном Новосибирске. И как раз перед Общим собранием на бустерном синхротроне «СКИФа» прокрутился первый электронный пучок…
– Евгений Борисович, раскройте секрет, почему «СКИФ» сооружают именно под Новосибирском?
– Как и любой источник синхротронного излучения, «СКИФ» - машина мультидисциплинарная. Дело в том, что синхротронное излучение (СИ) - незаменимый инструмент исследований для огромного числа научных направлений, начиная с биологии и медицины и заканчивая геологией, археологией, катализом и материаловедением. А в Новосибирском Академгородке сосредоточены десятки институтов, и подавляющее большинство из них использует СИ. С 1981 года работает Центр СИ на базе ИЯФ, где проводят исследования наши коллеги из соседних институтов. Поэтому, когда мы затеяли создание нового источника 4+ поколения, многие лаборатории не просто проявили интерес к установке, но и приняли участие в формировании концепт-проектов экспериментальных станций.
Важно и то, что именно в Сибирском отделении РАН нашлась интегрирующая организация - Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН, которая взвалила на себя полное руководство проектом - задачу сложную, нужную, нервную и не всегда благодарную. К тому же сотрудники ИК СО РАН имеют большой опыт использования СИ для исследований.
– Строительство синхротрона выходит на финишную прямую. Совсем недавно завершен очередной этап. Расскажите, пожалуйста, об этом.
– Напомню, что согласно указу президента мы должны в конце этого года завершить проект технологическим пуском. Из-за крайне сжатых сроков работать приходится практически одновременно со строителями. Они доделывают здания, инженерные системы, коммуникации, а мы последовательно запускаем различные части комплекса «СКИФ», состоящего из трех больших ускорителей. В конце 2024 года был пущен линейный ускоритель, из него вылетел пучок электронов с энергией в 200 МэВ. Перед Общим собранием РАН завершена следующая ступень - кольцевой ускоритель, который физики-ядерщики называют «бустерный синхротрон». Это достаточно большая машина: окружность - 158 метров, электроны в нем ускоряются до 3 ГэВ. Затем эти ускоренные частицы используются в накопителе, чтобы генерировать СИ.
Недавно пучок, который из линейного ускорителя был отправлен в бустер, сделал первые пять оборотов. Почему это важно? В синхротроне работают десятки, даже сотни сложнейших систем. И то, что пучок электронов сумел сделать пять оборотов, доказывает, что все они работают как полагается. Следовательно, бустерный синхротрон готов к получению циркулирующего пучка, чтобы ускорить его до 3 ГэВ. Следующий этап предстоит в конце лета, когда мы будем перепускать ускоренный пучок в накопитель и получать синхротронное излучение. Но я могу сказать, что, вообще-то, СИ зафиксировано в «СКИФе» уже сейчас, - мы использовали его для диагностики пучка в бустере.
– Насколько я понимаю, создание уникальной установки класса мегасайенс попутно сильно стимулировало развитие отечественных технологий…
– Приведу характерный пример, который сейчас у всех на слуху. Чтобы линейный ускоритель ускорял пучок, нужны специальные генераторы, создающие ускоряющее электромагнитное поле, - клистроны. В нашем случае речь идет о клистронах на частоте 3 гигагерц с мощностью 50 мегаватт. До недавнего времени в мире лишь три фирмы могли производить эти приборы: французская Thalys, японская Canon и Стэнфордский университет в США. Мы планировали купить клистроны в Японии. Контракт был подписан, нам даже успели поставить первый генератор, но потом из-за санкций японцы категорически отказались с нами сотрудничать. Весь проект оказался под угрозой, и ИЯФ был вынужден за год научиться разрабатывать и изготавливать такие клистроны. Сейчас мы умеем производить эти устройства. И когда в России будут строить следующие установки такого класса, например, «РИФ» (синхротрон «Русский источник фотонов») на Дальнем Востоке, то мы готовы сделать клистроны и для новых машин.
Нам пришлось научиться изготавливать достаточно много оборудования. И, наконец, мы можем сказать: теперь мы умеем делать ВСЕ необходимое для того, чтобы строить источники синхротронного излучения.
– Идет полным ходом создание экспериментальных станций первой очереди ЦКП «СКИФ». Когда следует ожидать паломничества в Новосибирск российских и зарубежных пользователей? И есть ли интерес у научных организаций за пределами Сибири?
– Да, первые 6 станций уже строятся. Я, кстати, был приятно удивлен тем, что в России нашлись организации, которые столь сложные установки никогда не делали, но выступили интеграторами экспериментальных станций. Такая станция - большая лаборатория, оснащенная самым современным оборудованием. И его надо сделать, потому что никто не продаст. Задача сложная, тем не менее Томский политехнический университет, Институт гидродинамики СО РАН, Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН и другие организации за нее взялись. К концу 2025 года станции будут готовы, а весной-летом 2026-го к нам начнут приезжать первые пользователи.
Что касается международной составляющей, то, во-первых, планируется совместная станция с Белоруссией «БелСи», во-вторых, уже предложил подписать меморандум о сотрудничестве один из университетов Индии. Очень хотят работать на «СКИФе». И неудивительно: особенность «СКИФа» - широчайший спектр излучения - от инфракрасного до жесткого рентгеновского. На одной установке исследователи могут выбрать именно ту часть спектра, которая нужна для решения их задачи. И такой диапазон сопровождается гигантской интенсивностью излучения, которая на много порядков превосходит альтернативные источники. Есть поляризация, чтобы работать с различными спиновыми процессами, есть возможность снимать кино быстропротекающих процессов.
Например, для изучения детонации взрывчатки снимают кино в миллионы кадров и постепенно детально понимают, как происходит взрыв. Словом, уникальный и очень востребованный инструмент. Достаточно упомянуть, что с 1997 года 13 Нобелевских премий в различных областях были получены за исследования с его применением. Во многих странах ни одно лекарство не поступает в продажу, если его не изучили на синхротроне.
Беседовала Ольга Колесова
Фото предоставлено пресс-службой ЦКП «СКИФ»
