09.08.2018

В России появятся 3 новых исследовательских комплекса синхротронного излучения

sinhrotron_0.jpg
По данным академика Валерия Бухтиярова, директора Института катализа Сибирского отделения Российской академии наук, в российскую сеть современной исследовательской инфраструктуры, будут входить: специализированный источник синхротронного излучения четвертого поколения (ИССИ-4) 4-го поколения в Протвино (Московская область), Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) в Новосибирске «и еще одна установка на Дальнем Востоке».

Синхротрон - один из типов резонансных циклических ускорителей. Представляет собой электровакуумную установку с приблизительно кольцевой вакуумной камерой (со сверхвысоким вакуумом в ней), в которой частицы ускоряются до скорости, близкой к скорости света, а стоящие на их пути мощные электромагниты задают траекторию их движения. Синхротронное излучение – важный инструмент для фундаментальных и прикладных исследований в области физики, материаловедения, биологии, медицины, химии. Сейчас в мире работает около 40 источников синхротронного излучения, разрабатываются и строятся более десятка новых установок.

Как говорят ученые, сегодня ведущие российские исследователи вынуждены работать преимущественно на зарубежных источниках синхронного излучения (СИ) третьего поколения. При этом в мире наблюдается явный недостаток современных исследовательских центров: из заявок пользователей на проведение исследований с помощью существующих источников СИ удовлетворяются лишь 15%. СКИФ должен плавно войти в международную сеть - планируется развитие международной научной кооперации с синхротронными центрами Японии (Spring-8), Китая (BSRF), Таиланда (SPS), Франции (ESRF), Германии (DESY) и многими другими. У проектируемого новосибирского источника не будет конкурентов по эмиттансу (размеру ускоренного пучка) - он должен быть на порядок меньше, чем у существующих установок. Интересно, что у российских ученых есть многолетний опыт создания и строительства новейшего синхротрона в США, в 2010-2018 годах. Этот проект не состоялся бы без новосибирского ИЯФ СО РАН, специалисты которого работали на данном объекте.

Как сообщает издание российского научного сообщества «Поиск», многие конкурентные и критически важные для экономики, безопасности и обороны страны исследования невозможно сделать на объектах зарубежной инфраструктуры. Существующие же в России установки (они есть в Национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» и ИЯФ СО РАН) по интенсивности в тысячи раз уступают лучшим иностранным. Несмотря на это, нашим исследователям пока удается проводить важные и интересные работы.
«Одно из таких недавних исследований, - пишет специализированное издание, - связано с созданием в Институте катализа СО РАН автомобильных катализаторов дожигания выхлопных газов. Их роль, как правило, выполняют частицы благородных металлов (например, платины), нанесенные на стабильные элементы. Сибирские химики выяснили, что использование наноразмерных частиц приводит к резкому увеличению активности катализаторов, однако причина этого явления была непонятна. Использование СИ позволило выяснить, что указанный диапазон размеров частиц и химическое взаимодействие создают смешанное металл-оксидное состояние платины, которое и приводит к увеличению активности катализаторов. Благодаря новым данным удалось уменьшить содержание платины в катализаторе в 3-4 раза, сделав его экономически привлекательным для российской автомобильной промышленности».

В сентябре 2018 года завершится подготовка сметы новосибирского СКИФа, чтобы она была включена в госфинансирование на следующие годы. Ученые ожидают, что строительство синхротрона начнется в 2020 году и завершится к 2023-му. Затем СКИФ запустят, и начнется его эксплуатация параллельно с созданием экспериментальных станций второй очереди. По расчетам, необходимое финансирование первой очереди проекта, включающей строительство здания синхротрона, лабораторного корпуса, самого синхротрона, шести пользовательских станций, составляет около 30 миллиардов рублей. Развитие исследовательской инфраструктуры, т.е. строительство станций второй очереди (предполагается, что всего будет 32 станции), потребует дополнительно порядка 10 миллиардов рублей. Ожидается, что ежегодно в ЦКП «СКИФ» смогут работать 10 000 исследователей.

Нравятся наши материалы? Вы можете помочь проекту!

1