Из электронной пушки «СКИФ» выпущен первый пучок.
Стартовая ступень Сибирского кольцевого источника фотонов - линейный ускоритель. Именно здесь рождаются электроны. Затем они группируются в пучок, получают ускорение и энергию. Строительство самого современного источника синхротронного излучения поколения 4+ началось 25 августа 2021 года в окрестностях наукограда Кольцово Новосибирской области. По предложению Министерства науки и высшего образования РФ сроки сдачи в эксплуатацию Центра коллективного пользования «СКИФ» сдвигаются на год: вместо конца 2024 года - конец 2025-го. Но оборудование, а единственным исполнителем комплекса работ по его изготовлению, сборке и пусконаладке стал Институт ядерной физики СО РАН, было сделано в срок, что и позволило произвести запуск линейного ускорителя.
– В ходе стартовых испытаний пучок из источника электронов (электронной пушки) пролетит сквозь всю структуру линейного ускорителя (25 м), его параметры, зафиксированные измерительными приборами, полностью соответствуют проектным. Оборудование уже стоит на местах, все системы работают штатно, - сказал, открывая пресс-конференцию, директор заказчика и застройщика ЦКП «СКИФ» Института катализа Сибирского отделения РАН академик Валерий Бухтияров. - Проект предусматривает создание 30 экспериментальных станций, в том числе 6 станций первой очереди. Уже определена первая экспериментальная станция, которая будет запущена в конце 2025 года. Это станция на поворотных магнитах, часть станции 1-4 «XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм», интегратор - Институт сильноточной электроники СО РАН (Томск).
– Сегодня мы демонстрируем работу самой технически сложной части ускорительно-накопительного комплекса «СКИФ» - линейного ускорителя в 200 миллионов электрон-вольт. Отсюда пучок поступает в накопительное (бустерное) кольцо, где разгоняется до 3 миллиардов электрон-вольт, а потом - в основное ускорительное кольцо. Линейный ускоритель со всеми его подсистемами и бустерный синхротрон мы представляем в уже смонтированном виде, - добавил директор Института ядерной физики СО РАН академик Павел Логачев. - Мы реализовали этот проект в условиях очень жестких внешних ограничений и фактически решили задачу создания полностью отечественной технологии производства линейных ускорителей высокой энергии для источников синхротронного излучения и для физики элементарных частиц. В России технология будет востребована при строительстве следующих, уже запроектированных, установок: Курчатовский специализированный источник синхротронного излучения «КИСИ-Курчатов» (Москва), синхротрон «Русский источник фотонов» («РИФ»), который планируется создать на базе Дальневосточного федерального университета (Владивосток), синхротрон «СИЛА» в Институте физики высоких энергий им. А.А.Логунова (Москва).
«СКИФ» вообще становится двигателем отечественной инженерной мысли и драйвером развития региона. ИЯФ СО РАН в спешном порядке, когда японская фирма Canon из-за санкций расторгла уже подписанный договор, самостоятельно разработал и изготовил клистроны - мощные высокочастотные усилители, которые преобразуют энергию электронов в энергию СВЧ-колебаний и разгоняют пучок в линейном ускорителе до 200 МэВ. Ранее усилители эти производили всего три компании в мире - CPI (США), французская Thales и вышеупомянутая Canon. Причем мощность зарубежных клистронов - 50 мегаватт, а у прибора ияфовского производства - 60 мегаватт.
Недавно для экспериментальной станции 1-3 «Быстропротекающие процессы» ЦКП «СКИФ» была сделана самая большая в мире взрывная камера. Она разработана учеными Конструкторско-технологического филиала Института гидродинамики СО РАН и изготовлена при участии специалистов ООО «Научно-производственное предприятие “Сибэлектротерм”». Стальная камера рассчитана на взрыв мощностью два килограмма в тротиловом эквиваленте (способен уничтожить, к примеру, грузовой автомобиль). Синхротронные исследования взрыва такой мощности в мире никогда не проводились. Напомним, что изучение процессов, характерное время протекания которых достигает миллионной доли секунды, необходимо для моделирования свойств авиационных и космических материалов, испытывающих экстремальные нагрузки, уточнения параметров взрывчатых веществ, а также решения задач фундаментальной физики.
Должна установка мегасайенс дать мощный старт и техническому образованию в Сибири и в России в целом. Основная задача университета - готовить квалифицированные кадры, способные создавать уникальное отечественное оборудование для таких установок. Ведущие российские университеты уже играют заметную роль в разработке оборудования для «СКИФ». Например, Томский политехнический университет отвечает за создание станции первой очереди «Микрофокус», Балтийский федерльный университет им. Иммануила Канта изготовил уникальные мультипризматические линзы из бериллия и рентгеновский трансфокатор для пользовательских станций «Микрофокус» и «Структурная диагностика», Новосибирский государственный технический университет разработал кристальный монохроматор. Все эти вузы, как и еще ряд ведущих российских университетов, входят в созданный в конце августа межвузовский консорциум по взаимодействию с ЦКП «СКИФ». На недавнем совещании представители консорциума обсудили новые форматы работы со студентами. По итогам обсуждения решено проработать вопрос создания межвузовского студенческого конструкторского бюро, которое объединит компетенции вузов - участников консорциума по тематике «СКИФ». С таким предложением выступил первый проректор Новосибирского государственного технического университета НЭТИ Василий Янпольский, представивший участникам консорциума опыт создания подобного конструкторского бюро в НГТУ в рамках участия в проекте «СКИФ».
– Не все научные коллективы, планирующие проведение научных исследований на станциях «СКИФ», имеют возможность привлечь для проектирования междисциплинарные команды. В связи с этим межвузовское студенческое конструкторское бюро будет оказывать существенную помощь исследовательским коллективам в проектировании нестандартного оборудования для проведения экспериментов на станциях ЦКП «СКИФ», - считает В.Янпольский.
Однако подготовка будущих инженеров может начинаться задолго до вузовской скамьи, и в этом тоже помогут уникальные установки мегасайенс. Члены межвузовского консорциума решили взять на себя подготовку методических пособий и разработку учебников, грамотно интерпретируя актуальную информацию по наиболее современным исследованиям. Прежде всего пригодятся такие пособия в инженерных и специализированных классах, а их только в Новосибирской области насчитывается около 300. Сумев за короткое время разработать уникальное оборудование, создатели Сибирского кольцевого источника фотонов хотят вовлекать в этот процесс школьников и студентов, чтобы Сибирь вновь стала местом притяжения талантов, как в годы основания Сибирского отделения Академии наук.
Ольга Колесова
Фото Анны Плис
