В рамках IX Международного форума технологического развития «Технопром» ученые обсудили успехи и перспективы строительства источников синхротронного излучения, которые планируются к созданию в России в ближайшее время. Подобные технологии чрезвычайно важны, так как закладывают основы перехода экономики страны на новый уровень. Особенное внимание было уделено ЦКП СКИФ как установке, на которой отрабатываются новые принципы создания и использования источников четвертого поколения.
«Развивая технологии, мы развиваем все отрасли экономики постиндустриального общества, — отметил модератор сессии “Уникальные научные установки класса "мегасайнс" — драйверы развития науки, кадрового потенциала и трансфера технологий” вице-президент НИЦ “Курчатовский институт” член-корреспондент РАН Александр Евгеньевич Благов. — Происходит модернизация всех существующих дисциплин и технологий. С появлением источников четвертого поколения мы переходим на потенциально новый уровень исследования материалов во времени и пространстве. Кроме того, фокус работ сейчас меняется на биологию, которая представлена неупорядоченными системами. Источники нового поколения позволяют изучать сколько угодно маленькие неупорядоченные объекты с атомным разрешением и в динамике». Он отметил, что отработка новых сложных технологий создания машин четвертого поколения идет в ходе строительства ЦКП СКИФ в Новосибирске.
Александр Благов
Директор Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН академик Павел Владимирович Логачёв обозначил ряд важных технических решений, которые разработаны для ЦКП СКИФ и будут востребованы при строительстве других подобных установок. «Основа устройства — источник электронного пучка, — сказал Павел Логачёв. — Многое зависит от качества пучка. Он должен быть плотным, достаточно ярким и компактным, кроме того, иметь сложную, легко изменяемую временную структуру. Обеспечение такого режима источника требует решения ряда технологических задач».
Павел Логачёв
Прежде всего, для достижения радиационной чистоты установки нужна высокочастотная ускоряющая система и высокочастотный резонатор в качестве основного ускоряющего элемента. Управление временной структурой осуществляется с помощью катодно-сеточного узла с определенной электроникой, чтобы открывать и закрывать ток пучка. Следующий элемент — ускоряющая система, здесь возможно несколько вариантов реализации, сейчас планируется выполнить ее на бегущей волне, что подразумевает серьезное ускорение пиковой нагрузки при движении от одного сгустка к другому. Чтобы запитать такую мощную ускоряющую систему, нужен мощный усилитель СВЧ в диапазоне три гигагерца. Такие усилители — клистроны — производят США, Япония, Франция. По словам Павла Логачёва, для ЦПК СКИФ закуплен один прибор из Японии, однако в настоящий момент ИЯФ СО РАН разрабатывает подобные системы и имеет прототип такой установки, который в будущем планируется превратить в небольшую серию приборов. В дальнейшем клистроны будут востребованы при строительстве других источников синхротронного излучения. Кроме того, Павел Владимирович рассказал, что генерация синхротронного излучения происходит по безгелиевой технологии: за счет эффективной передачи холода от кулерных охлаждающих головок к сверхпроводящему элементу.
Заместитель директора по научной работе ЦКП СКИФ доктор физико-математических наук Ян Витаутасович Зубавичус отметил, что строительство установки идет по намеченному плану, подчеркнув, что необходимо отходить от традиционного разделения работ на фундаментальные и прикладные и сразу решать вопрос о том, как данные, полученные в ходе работ на ЦКП СКИФ, помогут экономике страны.
Ян Зубавичус
«Мы прорабатываем пояс внедрения. Сейчас нужны не публикации статей и получение новых знаний, но разработка технологий для быстрого внедрения в промышленность», — отметил Ян Зубавичус. Он обозначил ряд приоритетных направлений, по которым планируется такая работа: в первую очередь создание санитарного щита страны, разработка новых функциональных материалов, водородные технологии как основа малоуглеродной экономики, создание биокатализаторов. «Логика процесса такая: компания ставит задачу — разработать материал или технологию, которая трансформируется в задачу для ЦКП СКИФ: проведение эксперимента и получение данных, которые затем оформляются в цифровой паспорт технологии или материала. Формат такого паспорта пока предстоит разработать, однако должна появиться база таких паспортов, которая будет помогать выбирать материал, оптимальным образом подходящий для решаемых задач». Он также отметил, что на синхротроне можно будет решать задачи реверс-инжиниринга, то есть понимать ключевые механизмы существующих сейчас, например, катализаторов с тем, чтобы создавать с учетом этих знаний работающие технологии. Таким образом, речь идет не об импортозамещении, а об импортоопережении.
«Наука в Сибири»
Фото Юлии Поздняковой
