Готовится к запуску суперсовременный синхротрон «Русский источник фотонов» (РИФ) на острове Русский. Установка класса «мегасайенс» появится там к 2026 году. На эти цели заложено 12,4 млрд рублей. Что мы получим за эти космические деньги?
Просветит всё
Для начала стоит пояснить, что такое синхротрон (не путать с синхрофазотроном из фильма «Гостья из будущего»). Это огромный ускоритель, в котором заряженные частицы движутся по кругу почти со скоростью света, вызывая излучение. Знаменитый Большой адронный коллайдер — тоже синхротрон, только там частицы сталкивают друг с другом, порождая новые частицы, — так физики изучают природу материи. Именно синхротронное излучение (СИ) и представляет ценность для научных исследований. Наиболее важная составляющая этого излучения (помимо ультрафиолетового и инфракрасного) — рентгеновское, которое по яркости в триллионы раз превосходит известные источники. Излучение позволяет изучать объекты на уровне атомов. Чтобы наглядно пояснить несведущим в физике пользу такого излучения, учёные приводят такой пример. Допустим, вам надо найти в тёмном месте какую-то мелкую вещь. Для этого вы наверняка воспользуетесь фонариком. Синхротронное излучение и есть такой супермощный фонарик, который позволяет просветить и разглядеть все структуры клетки, другие частицы материи.
Сегодня в мире действуют всего около 70 источников СИ — синхротронов. Появление такой уникальной установки считается признаком не только научно-технологического, но и экономического развития страны. На Дальнем Востоке «Русский источник фотонов» станет первой «машиной» подобного класса.
«Это позволит ученым со всей России проводить наиболее востребованные исследования, причем не только фундаментального, но и прикладного характера»,— подчеркнул ректор Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) Борис Коробец.
И микроэлектроника, и онкология
Синхротрон состоит из собственно ускорителя, в котором разгоняются элементарные частицы — источники излучения. Вторая часть — это экспериментальные станции, рабочее место учёных, где и проходят эксперименты.
Синхротрон «Русский источник фотонов» будет иметь четыре экспериментальных станции первой очереди, шесть — во второй, а всего возможно реализовать до 30 экспериментальных станций. Эксперты из НИЦ «Курчатовский институт», который курирует эту работу, и учёные из ДВФУ определили первые наиболее перспективные направления работы станций.
Станция фотоэлектронной спектроскопии. Позволит проводить исследование современных материалов для микроэлектроники, а также переходить к новым способам записи, хранения и считывания информации. Кроме того, планируется исследование магнитных материалов с помощью установки.
Станция спектроскопии рентгеновского поглощения. Ее оборудование откроет новые возможности для химиков, изучающих металлы и металлургические процессы, а также для химиков-биологов, конструирующих молекулярные комплексы. Ученые смогут более подробно исследовать процессы, происходящие в живых системах. Например, механизм накопления полезных или опасных веществ в организмах.
Станция визуализации. Будет оборудована особо мощными томографами. В отличие от лабораторных приборов, которые «видят» любое соединение разнородных веществ как темное пятно, синхротрон дает исчерпывающее представление о структуре объекта, будь то сложный компонент из пластика и металла или живая ткань. Прибор поможет в конструировании промышленных деталей, разработке биосовместимых имплантатов, лечении онкологических заболеваний, исследовании палеонтологических находок, даже если они скрыты в массе породы.
Станция рентгеновской дифракции. Здесь исследователи смогут изучать вещества на уровне атомов. Также прибор позволит расшифровывать сложные структуры белков. Это поможет учёным лучше понимать, как могут действовать лекарства на молекулярном уровне, находить новые молекулы для создания препаратов и лечения заболеваний.
«Уникальность в использовании синхротрона для Дальнего Востока видится в возможности применения экспериментальных методов в изучении морской биоты и природных ресурсов региона. На основе полученных данных синхротронных исследований дальневосточные ученые смогут создавать новые материалы для различных сфер промышленности и жизнедеятельности человека, а также понять природу живых и неживых объектов. Специалисты смогут наработать уникальные данные об археологических объектах и получить или подтвердить информацию о древних цивилизациях Дальнего Востока», — рассказал aif.ru завлабораторией ядерных технологий Института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ, кандидат химических наук Евгений Папынов.
Понятно, что для реализации всех этих грандиозных планов нужны специалисты. ДВФУ уже запустил новые образовательные программы для будущих работников синхротрона. По оценкам экспертов, необходимо подготовить 240 научных и инженерных специалистов. Обучение ведётся совместно с МГТУ им. Н. Э. Баумана, НИЯУ «МИФИ» и НИЦ «Курчатовский институт».
Напомним, строительство синхротрона РИФ на острове Русский ведется в рамках Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019-2027 годы.