Центр коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" (ЦКП "СКИФ") — уникальная научная установка класса мегасайенс. Ее создание предусмотрено нацпроектом "Наука", и завершить эту работу планируется до 2023 года. Источник синхротронного излучения в Новосибирске позволит на десятилетия обеспечить современной инфраструктурой специалистов в материаловедении, биологии, медицине и многих других областях. В начале августа правительство РФ распорядилось выделить на изготовление оборудования для СКИФа в 2020 году более 774 млн рублей. Как новосибирские физики готовятся к производству и получению необходимых устройств — в материале портала "Будущее России. Национальные проекты", оператором которого выступает ТАСС. 

 
Уникальное оборудование ​
 
По некоторым параметрам у сибирского синхротрона не будет аналогов в мире. Однако, по признанию самих ученых, для создания уникального объекта требуется не менее уникальное оборудование, и изготовить его способны специалисты Института ядерной физики имени Г.И. Будкера (ИЯФ) Сибирского отделения РАН

 
"Для того чтобы СКИФ был изготовлен в установленные сроки, надо начать производство оборудования длительного цикла изготовления уже в этом году", — говорил в беседе с журналистами в Новосибирске министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков

 
​Уложиться в поставленные сроки специалистам ИЯФ поможет накопленный опыт работы над другими мегасайенс-проектами. Как пояснил руководитель проектного офиса ЦКП "СКИФ" Евгений Левичев, сотрудники института уже изготавливали похожее оборудование для ускорительных и синхротронных центров Австралии, Германии, Китая, США, Франции и Японии. 

 
"Если говорить об изготовлении инжектора, отчасти нам помогут предыдущие наработки института. Например, конструкторская документация, сохранившаяся после выполнения работ для синхротрона NSLS, расположенного в США, позволит избежать некоторых рутинных этапов. Таким образом, мы можем себе позволить изготовить сложное оборудование в сжатые сроки", — сказал Левичев. 
Однако, как отметил заместитель руководителя проектного офиса ЦКП "СКИФ" Яков Ракшун, для экспериментальных станций, таких как сибирский синхротрон, оборудование производится не так, как в промышленности. Часто за опытными образцами следует не большая стандартная серия, а штучное производство на базе новых идей. Только так, по словам Ракшуна, можно создать передовую установку. 

 
Передовые разработки из Сибири 

 
Институт ядерной физики занимается разработкой и изготовлением сверхпроводящих магнитов с 1979 года. По словам Левичева, институт практически единственный в мире производит вигглеры и ондуляторы — устройства для генерации синхротронного излучения в ускорителе, работающие с помощью магнитов. Почти во всех современных источниках синхротронного излучения установлены созданные специалистами ИЯФ сверхпроводящие вставные устройства. 
 
Первый в мире многополюсный сверхпроводящий вигглер был сделан в ИЯФ и назывался "змейкой". Это объясняется тем, что орбита внутри него была извилистая. Вигглер состоит из сверхпроводящих магнитов, которые и являются генераторами излучения при прохождении пучка электронов через них. Мощность излучения всех магнитов суммируется, что значительно повышает интенсивность излучения и его яркость 
— ключевые характеристики для таких установок. 
 
Институт изготовил более 20 таких устройств, и эта работа продолжается: сверхпроводящий ондулятор готовится к отправке в Великобританию, разрабатываются сверхпроводящие вигглеры для научных центров Польши и Австралии. 

 
"В первую очередь для СКИФа мы изготовим два вигглера и четыре ондулятора. Но пользователи наших будущих станций, зная, что мы делаем лучшее в мире оборудование, просят нас реализовать различные экспериментальные форматы. Например, установить два сверхпроводящих ондулятора с эллиптической поляризацией излучения один за другим с возможностью быстрого переключения поляризации, чего никто раньше не делал", — рассказал советник дирекции ИЯФ Николай Мезенцев

 
И вигглер, и ондулятор изготавливаются в течение полутора лет, но в случае со СКИФом ученые надеются выполнить работу быстрее. Одним из главных компонентов сверхпроводящих магнитов является сверхпроводящий провод. Такие провода для ИЯФ изготавливает Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара в Москве. 

 
"Больше никто в мире не делает сверхпроводящих проводов с такими параметрами. Даже если бы Oxford Instruments производила для нас свои стандартные провода, мы, может, и не достигли бы таких успехов, как с нашими отечественными, изготовленными в "Бочваре", — отмечает Мезенцев. 

 
Ондуляторы и вигглеры — вставные устройства, которые можно менять, не нарушая работы ускорителя. Поэтому при необходимости ученые смогут легко модернизировать установку и улучшить ее параметры. 

 
Рождение пучка 

 
Основные работы по созданию оборудования будут проводиться на экспериментальном производстве ИЯФ. Оно базируется на трех разных площадках и в общей сложности занимает около 60 тыс. кв. м, где работают 700 человек. Здесь производят электромагнитные и электровакуумные изделия для ускорительной физики. 
 
Цехи экспериментального производства выглядят так же, как на обычном заводе: высокие потолки, мостовые краны, тяжелые станки. Ничто здесь не выдает площадку, где будут изготавливать лучшее в мире оборудование для передового источника синхротронного излучения. А между тем некоторые станки здесь ​— штучный товар, которого больше нет в России. 
 
Сотрудники экспериментального производства ожидают, что в процессе работ по созданию ЦКП "СКИФ" удастся обновить станочный парк. Начальник цеха Алексей Волченко признался, что часть оборудования сохранилась здесь еще с советских времен. 

 
"Оно, конечно, свою задачу выполняет, и качественно, но на современных станках мы могли бы все делать гораздо быстрее", — уверен он.​ 

 
синхротрон_под_рукой1.jpg ​
​​​​
Работы по изготовлению оборудования для СКИФа здесь уже начались: начато производство элементов, предназначенных для формирования пучка. Заведующий лабораторией ИЯФ Алексей Левичев объясняет, что источник электронов играет важную роль при создании синхротрона. 

 
"Самый простой источник электронов — спираль лампочки накаливания. При нагреве спирали вокруг нее образуются свободные электроны, которые при наличии электрического поля можно ускорить", — уточнил он. 

 
Однако на СКИФе будет использован оксидный катод — "таблетка", формирующая электроны по принципу той же самой лампочки. Катод нагревается, за счет чего приобретается энергия для высвобождения электронов, которые ускоряются в электрических полях специальных структур на основе диафрагмированных волноводов. Далее электроны накапливаются в кольце накопителя и поступают в сам синхротрон для получения в нем синхротронного излучения. Для правильной работы всей установки важно, чтобы ускоряющая структура, в которой частицы будут получать начальное ускорение, имела низкое электрическое сопротивление и не допускала потерь частиц в стенках структуры. В противном случае поверхность структуры может разрушаться, появятся пробои, что не только остановит процесс ускорения, но и будет представлять опасность для людей из-за увеличения радиационного фона. 

 
Сами ускоряющие структуры, суммарная длина которых составляет примерно 20 м, изготавливаются из небольших медных чашек, спаянных друг с другом. Внутри структуры эти чашки обрабатываются алмазным точением, благодаря чему выглядят почти как зеркало. 

 
"Очень важно качество пайки, оно должно обеспечить точность изготовления на уровне 50 мкр (0,05 мм. — Прим. ред.), при этом нигде не должен выйти наружу припой. Только тогда можно обеспечить качественную и требуемую работу ускорителя", — отметил Алексей Левичев. 

 
Фрагменты будущего синхротрона ожидают своего часа на полках и стеллажах. Сразу после поступления финансирования здесь начнется полномасштабная работа. 

 
Андрей Березкин (Новосибирск) 
Фото: Валерий Шарифулин, Евгений Курсков/ТАСС​ ​​​​

Похожие новости

  • 22/10/2020

    Необычный сверхпроводящий магнит разработали для ЦКП СКИФ

    ​​​Специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН разработали прототип необычного сверхпроводящего эллиптического ондулятора — устройства с периодическим магнитным полем, генерирующим ондуляторное излучение (ОИ) с циркулярно-поляризованным излучением.
    584
  • 19/04/2021

    Взрывное кино. «СКИФ» поможет запечатлеть изменения в структуре материалов

    ​Рентгенодифракционное кино – так романтически называется метод, позволяющий изучать in situ быстропротекающие процессы. В Институте ядерной физики СО РАН работы по использованию синхротронного излучения (СИ) в научных экспериментах ведутся с 1970-х годов.
    229
  • 27/11/2016

    В Новосибирске создадут систему электронного охлаждения для коллайдера NICA

    ​​Ученые Института ядерной физики имени Г.И Будкера (ИЯФ СО РАН) изготовят систему электронного охлаждения и каналы транспортировки пучков для коллайдера NICA (Nuclotron-based Ion Collider fAcility), сообщает пресс-служба ИЯФ СО РАН.
    2107
  • 03/12/2020

    Международные эксперты оценили проект ЦКП «СКИФ»

    ​​В Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) прошло очередное заседание научно-координационного совета Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (НКС ЦКП «СКИФ»).
    441
  • 11/01/2021

    Госконтракт на изготовление оборудования для ЦКП «СКИФ»: текущие работы

    В ноябре 2020 года Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) заключили государственный контракт на изготовление оборудования для Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»).
    280
  • 15/01/2021

    Ученые ИЯФ СО РАН внесли вклад в проверку Стандартной модели

    Обычному человеку фраза «сечение рождения пары пионов» покажется абракадаброй. Тем не менее измерение сечения процесса электрон-позитронной аннигиляции в два пи-мезона (пиона) в области энергий до 1 ГэВ – наиболее ожидаемый мировым сообществом физиков-ядерщиков результат.
    629
  • 12/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2

    Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Помните знаменитый новозаветный афоризм: «Не вливают вина молодого в мехи ветхие»? Похоже, руководство НСО решило проигнорировать древнюю мудрость, предельно сосредоточившись на «молодом вине» и оставив открытым вопрос о «ветхих мехах».
    438
  • 29/03/2021

    Российская наука, американский бизнес, китайская клиника

    Нейтронный источник для бор-нейтронозахватной терапии рака разработали ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН в сотрудничестве с американской компанией TAE Life Sciences.
    195
  • 13/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 3

    ​Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2. Грозит ли программе "Академгородок 2.0" "электрический шок"? В последние годы жители Новосибирска столкнулись с новой напастью: с наступлением тепла на город периодически накатывает волна тошнотворных запахов.
    741
  • 15/12/2016

    Директор ИЯФ СО РАН Павел Логачёв об ответственности академика, коллайдерах и Нобелевских премиях

    Для доктора физико-математических наук Павла Логачёва последние два года отмечены важными вехами в карьере. В 2015 году он стал третьим по счёту после Герша Будкера и Александра Скринского директором Института ядерной физики СО РАН — крупнейшего академического института России.
    6005