Новосибирские ученые представили первые компоненты для изучения материи на уровне атомов — фронтенды. Разработка поможет во многих областях науки — от химии и биологии до археологии и медицины. Инженеры заменили импортные детали и практически спасли одну из крупнейших научных строек. Сибирский кольцевой источник фотонов — он же «СКИФ» — получил ключевые компоненты.
Видео дня
Реализации проекта ждут не только российские ученые, но и их коллеги по всему миру. Установка класса «мегасайенс» поможет вывести исследования на основе рентгеновского излучения на принципиально новый уровень.
Сердце масштабного сооружения — ускорительное кольцо длиной почти в полкилометра. Именно на такой дистанции будет ускоряться пучок частиц. На пути разместят три десятка лабораторий, в которых излучение используют для исследований, но, чтобы пучок попал на станцию к ученым, его важно подготовить, например, охладить. Его мощность 40 ватт. Такой хватит чтобы довести до кипения воду за 5 секунд. Фронтенд — своеобразный фильтр между установкой и учеными в лаборатории.
Оператору пульта фронтенда мало быть it-специалистом. Отслеживать приходится более 700 параметров, от которых зависит бесперебойная работа сложного и дорогостоящего оборудования. Страхует — красная кнопка. Ее можно нажать, если что-то пошло не так.
Ключевой параметр, который охраняет комплекс приборов, это правильный уровень вакуума. Такой, как в космосе. Чтобы его создать, подойдут далеко не любые материалы. Образцы подвергают тщательному химическому анализу, готовые детали обрабатывают в вакуумной печи, испаряя с поверхности мельчайшие инородные частицы. Создание уникальной установки доверили Новосибирскому институту научного приборостроения, но проект подбросил не только исследовательские задачи.
«Рассчитывали на одну комплектацию — импортную, и проект, собственно говоря, защищали, потом выяснилось, что купить это невозможно. Конструкторы иногда перерисовывали там по 2-3 раза, потому что это пропало, то пропало. Что-то пришлось делать вообще самим, соответственно, упирается все в то, что модернизировать надо было производство. Мы вот его модернизировали. Я уже говорил, на 45 миллионов рублей, за счет собственных средств, купили новые станки», — рассказал исполняющий обязанности директора КТИ НП СО РАН Станислав Шакиров.
Осваивать пришлось не только дополнительные станки, но и новые технологии. Например, вакуумную пайку. В рекордно короткие для отрасли сроки удалось перейти от половины отечественных деталей к солидным 80% .
Одна из важных комплектующих для которой пришлось срочно искать замену — аварийные шибер. В случае нарушения герметичности, заслонка за одну сотую секунды перекрывает поток, что позволяет предотвратить аварийную ситуацию, дорогостоящий затяжной ремонт. В мире их производит всего одна швейцарская компания, в Россию комплектующие она не поставляет, но отечественным разработчикам удалось создать достойный аналог
Оглядываясь назад, ученые признаются, переменчивая санкционная обстановка укреплению технологического суверенитета сыграла лишь на руку. Спрос на устройства такого класса устойчив даже внутри страны.
«Впереди уже маячат следующие проекты источников. Это и в Курчатовском институте, и в Протвино, и на острове Русский. Мое понимание, что вот те компетенции, которые наши коллеги из КТИ НП здесь получили, они, конечно будут востребованы и им не раз придется делать такие устройства для всей России», — отметил директор ЦКП «СКИФ» Евгений Левичев.
Первая очередь — шесть научных станций, сдать их планируют уже в этом году. Одна из них — «1.1 микрофокус» — предназначена, в первую очередь, для геологов. Материал для исследований здесь можно будет в прямом смысле разобрать на атомы. Высокоэнергетическая станция 1.5 позволит бережно работать с хрупкими и ценными экспонатами, в том числе, объектами культурного и исторического наследия.
«Например, это томография любого археологического объекта, вы же не можете его разрушить и посмотреть, а как погиб этот человек, которого там выкопали наши археологи. Берут его череп, делают томографию прямо на синхротронном источнике — из какого материала даже можно сделать выводы», — добавил директор Федерального исследовательского центра «Институт катализа СО РАН» Валерий Бухтияров.
Закончить работу над объектами первой очереди планируют уже к весне, чтобы летом приступить к монтажу. Запуск первых шести научных станций намечен на декабрь этого года.
