Авторизация
Новосибирск
Новосибирский синхротрон «СКИФ»: Особенности проекта и польза для людей
Фото: nso.ru
Технологии и наука Новосибирская область Строительство

Новосибирский синхротрон «СКИФ»: Особенности проекта и польза для людей

В материале Царьград Новосибирск рассказывается о работе синхротрона, о стоимости и деталях разработки проекта «СКИФ», а также уточняется дата завершения строительства значимого объекта науки

Пожалуй, все мы стремимся понять, из чего состоит окружающий мир, как разрабатывать новые материалы, почему люди болеют, и с помощью чего можно победить тот или иной недуг. С этой целью необходимо исследовать атомную структуру молекул, в частности белков и вирусов. 

Для исследования структуры материалов учёные могут воспользоваться рентгеновским излучением. Для получения необходимого излучения можно воспользоваться рентгеновской трубкой, но иногда возникает ситуация, что её мощности оказывается недостаточно для решения поставленной задачи. Синхротрон является устройством для получения рентгеновского излучения большой интенсивности. Его рабочая область состоит из ускорителя и самого кольца, куда в будущем попадают электроны.

Одним из вариантов использования полученного синхротроном излучения является рентгеноструктурный анализ. Мы можем узнать структуру какого-либо вещества (его качественный и количественный состав), то есть узнать какие элементы в него входят и в каком соотношении.

Три года назад, в начале февраля 2018 года, президент России Владимир Путин на встрече с учёными СО РАН поддержал инициативу возведения в стране мощного инструмента, с помощью которого можно изучать структуру вещества на нанометровом уровне. Таким образом, отечественным учёным больше не нужно будет отправляться в другую страну, чтобы пользоваться оборудованием, соответствующим требованиям наших дней.

Что такое «СКИФ»

Флагманская установка класса mega science официально называется «Сибирский кольцевой источник фотонов» («СКИФ»), она должна стать наиболее совершенной и современной на планете. Центр коллективного пользования на площади в 30 га разрабатывается в рамках воплощения в жизнь нацпроекта «Наука» в наукограде Кольцово.

Синхротрон – это один из типов циклических ускорителей с кольцевой вакуумной камерой, где частицы ускоряются почти до скорости света (300 000 км/с), а мощные электромагниты, которые стоят на их пути, задают траекторию движения. В итоге появляется синхротронное излучение – крайне мощный рентген, дающий возможность изучать структуру любого вещества до атомного уровня. «СКИФ» должен помочь вернуть Академгородок в мировую науку.

Качество генерируемого излучения определяет класс синхротрона. «СКИФ» относят к поколению «4+», это делает установку самой совершенной по своим показателям в мире. На сегодняшний день в стране функционируют лишь синхротроны первого поколения, которые были созданы в 1970-е годы, но они значительно устарели, поэтому будущая установка должна стать заметным шагом вперёд.

Доктор физико-математических наук и замначальника проектного офиса Центра коллективного пользования «СКИФ» Ян Зубавичус полагает, что синхротрон является универсальным инструментом для того, чтобы решать поставленные задачи в прикладной и фундаментальной науке. Вопрос возведения комплексов подобного рода имеет отношение к политическому престижу России (он называет это «фактором технологической независимости»), ведь большое количество государств вкладывают средства, чтобы осуществлять исследования, пользуясь синхротронным излучением.

Учёный рассказал, что четвёртое поколение является «потолком» технологии, в скорой перспективе как-то усовершенствовать показатели синхротронов будет очень непросто. На сегодняшний день на планете функционирует лишь один синхротронный источник такого уровня – в Швеции. Также идут строительные работы установки четвёртого поколения в Бразилии, а во Франции синхротрон третьего поколения усовершенствуют до четвёртого.

Отметим, что ввести объект «СКИФ» в эксплуатацию должны примерно через три года, в 2024 году.

Почему проект «СКИФ» такой дорогостоящий

Была названа предположительная наибольшая стоимость проекта – 37,1 млрд руб. В постановлении правительства сообщается, что деньги распределяются по годам: за прошедший год вложили 1 млрд руб., в текущем году – 3,4 млрд руб., в 2022 году – 10,5 млрд руб., в 2023 году – 12,9 млрд руб., в 2024 – 9,3 млрд руб.

Зубавичус объясняет такую высокую стоимость проекта в первую очередь очень большим ускорителем, который наполнен сложным оборудованием, в частности сильными электромагнитами, прецизионными источниками питания, измерительными датчиками, контрольной электроникой.

Уточняется, что приблизительно 80% оборудования для СКИФа в планах произвести в РФ. Учёный полагает, что эксперты из Новосибирска имеют достаточные для этого компетенции. Так, в ИЯФ СО РАН должны спроектировать и изготовить ускорительный комплекс, который включает линейный ускоритель, бустер и основное кольцо-накопитель.

Учёный заключил, что исследовательское оборудование для установок и лабораторий придётся приобрести из других стран, но имеются некоторые вероятности, что сфера отечественного научного приборостроения будет возрождена, подобные проекты хорошо могли бы помочь в этом.

Перспективы, открытия и где можно использовать

Ян Зубавичус заявил, что излучение синхротрона даёт возможность осуществлять полезные даже на бытовом уровне исследования. Это отличает его от коллайдера, миссия которого заключается в попытке узнать тайны Вселенной, которые слабо связаны с обычной жизнью людей, уточнил он.

С помощью установки возможно заниматься изучением действия лекарственных препаратов, новых материалов, исторических артефактов, музейных экспонатов, а также разного рода устройств (аккумуляторы, батарейки, гибкие сенсорные экраны, самоочищающиеся покрытия, полимеры, каталитические конверторы для машин).

Зубавичус уточняет, что установка позволяет ускорить частицы до крайне высокой энергии в 3 ГигаЭлектронвольт (3 ГэВ). Подобную энергию мог бы получить электрон, когда пройдёт разницу потенциалов в 1 млрд вольт. В одно и то же время магниты сжимают пучок в поперечном сечении, в результате генерируемый фотонный луч становится крайне узким и остронаправленным, его можно сравнить с лазерной указкой.

Добавим, что свет от лампочки имеет такую же форму, как и свет, который получается из рентгеновской трубки, то есть он распространяется во все стороны. Синхротронное же излучение можно сравнить с лазером, можно сказать, что он имеет коллимированный свет (направленный по прямой).

Учёный продолжил, что в итоге размер подобного фотонного пучка может быть около 10 нанометров при длине волны меньше ангстрема. Он полагает, что способами просвечивания либо дифракции возможно изучение любых материалов на атомном уровне или быстропротекающих процессов в режиме реального времени. Зубавичус заключил, что установку можно назвать огромнейшим микроскопом, пишет sibnet.ru.

Особенности СКИФа, первые результаты работы и перспективы

Концепцию внешнего вида СКИФа создают проектировщики АО «ЦПТИ» (Центральный проектно-технологический институт). Главный архитектор региона Александр Авсейков заявил, что специалисты должны решить сложную задачу по разработке полноценного стилевого комплекса с единой ландшафтной и дорожно-транспортной сетью, где будут комфортные дорожки, смотровая площадка, теплые переходы между корпусами. В планах разделить территорию на 4 зоны: входную, основную, техническую и вспомогательную, сообщается на сайте областного правительства.

Фото: nso.ru

К июлю минувшего года сообщалось о завершении инженерных изыскательных работ на суммарной площади 27 га. Главный инженер проекта «СКИФ» Павел Белоусов подводил некоторые промежуточные результаты.

Он уточнил журналистам, что проводились камеральные работы, формировались отчёты по геологии, геодезии, завершились археологические изыскания. Белоусов добавил, что на площадке возведения объекта стоянок древних людей и каких-либо других признаков присутствия объектов культурного и исторического наследия не было найдено. Специалист также объяснил, что грунты на площадке соответствуют предписаниям, а все необходимые технические показатели будут учтены и соблюдены.

На проекте были задействованы свыше 130 экспертов проектировщиков АО «ЦПТИ».

Белоусов объяснил, что «СКИФ» является достаточно энергоёмким объектом, и в связи с этим в регионе планируют провести реконструкционные работы Барышевской подстанции. Он уточнил также о расчётной нагрузке на вводе энергопринимающих устройств «СКИФа» - 14,5 МВт. Число точек присоединения составляет 2, а напряжение питающей сети – 10 кВ. Главный инженер рассказал, что ведётся работы по возможной оптимизации электронагрузок, сообщает РБК.

Строительство должно стартовать в будущем году (2022). Ускорительный комплекс, а также сопровождающую инфраструктуру должны создать до завершения 2023 года. Напомним, что полноценно ввести объект в эксплуатацию должны в 2024 году.

В конце января 2021 года появилась информация о завершении проектирования синхротрона. Этой информацией поделилось ИА Интерфакс, ссылаясь на руководителя Института катализа СО РАН Валерия Бухтиярова. Сообщалось, что проектная документация будет направлена в Главгосэкспертизу через 2 месяца (в марте 2021 года). Должны быть сформулированы все замечания, а генподрядчик должен их устранить. Разрешение на возведение будет получено в том случае, если будет успешно пройдена Главгосэкспертиза, заявил начальник ИК СО РАН.

Работники ИЯФ СО РАН начали производство ускорительного оборудования для СКИФ. В институте намерены выполнить всю инжекторную часть, которая касается линейного ускорителя и бустерной части, а также ряд других систем. В планах выделить 12,5 млрд руб. для изготовления ускорительного оборудования.

В середине февраля 2021 года сообщалось, что студотряды будут работать на объектах проекта «Академгородок 2.0», в частности на возведении СКИФа, пишут «Новосибирские Новости».

 

Подписывайтесь на канал "Царьград" в Яндекс.Дзен
и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.

Читайте также:

Афера "Открытия": В краже триллионов никто не виноват? Бойцы новосибирских студотрядов будут строить центр СКИФ и четвёртый мост Институт ядерной физики изготовит оборудование для СКИФ за 12 млрд рублей
Загрузка...
Загрузка...