Утвержден проект синхротрона в Новосибирске

Совет при Министерстве науки и высшего образования утвердил проект создания в Новосибирске нового источника синхротронного излучения «СКИФ». Установка продвинет работы в области возобновляемых источников энергии, биомедицинских технологий, атомной энергетики, исследовании окружающей среды и получения новых материалов. Строительство должно завершиться в 2023 году.

Многие исследования в области биологии и материаловедения опираются на рентгеноструктурный анализ, то есть на изучение характера рассеяния рентгеновского излучения в толще образца. Для генерации электромагнитных волн этого диапазона используются синхротроны, то есть кольцевые ускорители электронов, где нужные фотоны получаются при ускоренном движении заряженных частиц в магнитном поле.

Во многих ситуациях необходимо использовать излучение как можно большей интенсивности — это как минимум позволяет получать информацию быстрее и точнее. Следовательно, необходимо создание все более мощных источников излучения. Об истории развития этой техники и текущем состоянии исследований в России мы писали в материале «Больше синхротронов». 

В последние несколько лет в России на высшем уровне говорилось о необходимости создания нового синхротронного комплекса. Было принято несколько указов, ключевой из которых «О мерах по развитию синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры в Российской Федерации» был опубликован 25 июля 2019 года. В нем обозначалась задача создания в Новосибирской области источника синхротронного излучения нового поколения к 31 декабря 2023 года.

17 октября состоялось заседание Совета по реализации федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019-2027 годы. В рамках этого мероприятия был утвержден проект Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»), разработанный Институтом ядерной физики, Институтом катализа и другими организациями СО РАН, РАН и Минобрнауки РФ. Инициатива подразумевает создание в новосибирском наукограде Кольцово источника синхротронного излучения поколения 4+ с энергией электронов в 3 гигаэлектронвольта.

Периметр основного ускорителя «СКИФа» составит 477 метров, его кольцо будет разделено на 18 элементов, состоящих из поворотных и линейных частей. В 14 прямолинейных промежутках размещены вставные устройства для генерации СИ: вигглеры, ондуляторы и шифтеры. Эммитанс установки, то есть фазовый объем пучка, который обратно пропорционален яркости, составит порядка 90 пикометров и в будущем может быть уменьшен до 60 пикометров. Установка будет способна генерировать излучение с энергией фотонов от 1 до 100 килоэлектронвольт.

Реализация проекта подразумевает создание не только самого ускорительного комплекса, но и центра коллективного пользования, который будет включать разнообразную пользовательскую инфраструктуру, в том числе экспериментальные станции и лабораторный корпус. Строительство должно завершиться к концу 2023 года, а запуск первой очереди проекта по планам должен состояться в 2024 году, ориентировочная стоимость составляет в 37,1 миллиарда рублей.

Реализация проекта ЦКП «СКИФ» в Новосибирске является основным пунктом программы развития Новосибирского научного центра «Академгородок 2.0». В будущем сибирский источник излучения станет частью отечественной сети синхротронных и нейтронных исследований, головная установка которой, ИССИ-4, будет расположена на базе НИЦ «Курчатовский институт» в Подмосковье.

В 2017 году в Европе запустили мощнейший лазер на свободных электронах, который также используется для генерации рентгеновского излучения. Еще одним крупным строящимся в России экспериментом, связанным с физикой частиц, является коллайдер NICA, о котором мы говорили в материале «Маленький взрыв». Недавно сотрудник NASA предложил оригинальную концепцию «невозможного» двигателя, который фактически представляет собой космический синхротрон.

Тимур Кешелава