Институт ядерной физики СО РАН стал ключевым контрагентом создания СКИФ

В Новосибирске в присутствии губернатора региона Андрея Александровича Травникова и председателя Сибирского отделения РАН академика Валентина Николаевича Пармона директор Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН академик Павел Владимирович Логачев и директор ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН» академик  Валерий Иванович Бухтияров подписали основной госконтракт на изготовление и запуск технологически сложного оборудования ускорительного комплекса ЦКП СКИФ на 9 миллиардов рублей. Осенью прошлого года был подписан первый — двухлетний —контракт на изготовление оборудования для СКИФ на 3 млрд рублей.

«Институт ядерной физики точно создаст самый передовой источник, а команды наших институтов обеспечат работоспособность пользовательской инфраструктуры, проведение передовых исследований и получение уникальных результатов, как в фундаментальных исследованиях, так и в прикладных», — уверен Валерий Бухтияров.

 

Валерий Бухтияров

Специалисты лаборатории ИЯФ СО РАН, которая занимается производством различных сверхпроводящих магнитов для ускорителей заряженных частиц, уже изготовили работающий прототип ондулятора для ЦКП СКИФ. В современных установках синхротронного излучения такие устройства являются основным источник яркого и когерентного синхротронного излучения. «ИЯФ — один из мировых лидеров по разработке и производству верхпроводящих ондуляторов для источников синхротронного излучения по всему миру», —  отметил Павел Логачев.  Ондуляторы, разработанные учеными ИЯФ, позволяют даже на небольшом — всего 500 метров — кольце производить для экспериментов такую же яркость излучения, которую получают на больших синхротронах длиной несколько километров. Всего на СКИФ в перспективе будет установлено более десяти подобных ондуляторов: с разной конфигурацией магнитных полей, с разным по свойствам излучением.

«Подписание госконтракта — событие очень важное. Уже приняты решения, обеспечивающие выполнение строительных работ: разработана проектная документация, определён генеральный подрядчик. Это очень сильный генподрядчик, который внушает уверенность в том, что всё будет сделано качественно и в срок, — считает губернатор Новосибирской области Андрей Травников. — Но самый сложный момент этого проекта — оборудование, которое должно обеспечить уникальные параметры машины поколения 4+, которым нет аналогов в мире. Это оборудование могут спроектировать только специалисты Института ядерной физики СО РАН. Сегодня зафиксировано решение и этой задачи. Это значимое для реализации проекта СКИФ событие — и не только для ЦКП СКИФ, но и для развития научно-образовательного, научно-производственного потенциала новосибирского Академгородка. Напомню, это самый крупный контракт с научными институтами за последние несколько лет», — заявил Андрей Травников.

По материалам пресс-службы правительства НСО

Испытания установки БНЗТ начнутся в 2023 году

Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) — это способ избирательного уничтожения клеток злокачественных опухолей, в которых накапливают изотоп бора, а затем облучают потоком нейтронов. Зарубежные ученые используют для доставки бора в опухолевую ткань борфенилаланин и боркаптат натрия, но некоторое количество этих препаратов может попасть в здоровые ткани, что приводит к их повреждению. Сибирские ученые создают альтернативные таргетные препараты для БНЗТ, в частности, на основе альбумина.

Институт ядерной физики СО РАН планирует в 2023 году начать клинические испытания установки для лечения рака по перспективному методу бор-нейтронозахватной терапии, ее финансирование поручил предусмотреть премьер-министр РФ Михаил Мишустин. Об этом сообщил в субботу в кулуарах марафона «Новое знание» директор института академик Павел Логачев. «Та сумма, которую мы назвали, — 800 миллонов рублей до конца 2022 года — это действительно абсолютный минимум, который необходим, чтобы завершить основные мероприятия по подготовке к клиническим испытаниям на людях, которые могут начаться в начале 2023 года», — сказал ученый.

Он уточнил, что институт подготовил для Министерства науки и высшего образования РФ заявку на бюджетное финансирование этого направления. При этом важно придерживаться заключенных договоренностей с властями: 600 млн. рублей необходимо получить в этом году, еще 200 млн. — в следующем. Если схема финансирования будет иной, то провести испытания к назначенному сроку будет невозможно.

По материалам ТАСС

Фымышонок усовершенствовал работу с установкой ИЯФ

 «Для физматшкольников наряду с учебными дисциплинами обязательна проектная деятельность. В СУНЦ есть лаборатории инженерного конструирования, где ребята разрабатывают новые устройства. Я выступаю куратором: помогаю в реализации идей. Во время одного из семинаров в ФМШ с участием директора ИЯФ СО РАН академика Павла Владимировича Логачёва ученики подняли вопрос, можно ли попасть в институт на практику с целью выполнения определенных проектов. Павел Владимирович, который всегда поощряет такой интерес, сразу же дал мне распоряжение взять нескольких фымышат к себе в лабораторию и найти им подходящее занятие. С тех пор каждый год несколько ребят приходят в институт», — рассказал лаборант СУНЦ, младший научный сотрудник ИЯФ Алексей Михайлович Медведев.

Ученик 11 класса ФМШ Данил Тищенко узнал о возможности принять участие в работах ИЯФ  благодаря традиции шефства, которая предполагает, что ученики физматшколы, проучившиеся там год, делятся опытом с новым набором учащихся. Шефы Данила прошли практику в лаборатории ИЯФ и рассказали ему о такой перспективе. «Я тоже загорелся идеей поучаствовать в исследованиях института, — рассказал Данил. — Мои шефы посоветовали обратиться к Алексею Михайловичу Медведеву, преподавателю нашего инженерного спецкурса, который по совместительству является сотрудником ИЯФ. Договориться удалось быстро, и в декабре 2019-го я пришел к нему в лабораторию, на установку электронно-лучевой сварки. Сначала мне провели обзорный инструктаж, показали, как она работает, чем занимались здесь ребята до меня. Почти сразу наметилась задача, которую необходимо было выполнить: требовалось придумать и создать механизм, помогающий при открытии вакуумной камеры».

 

Алексей Медведев и Данил Тищенко

Вакуумная камера — важная часть установки электронно-лучевой сварки. Внутри камеры размещаются опытные образцы будущих деталей из стали, меди и других материалов для сварки. «Когда воздух из камеры откачан, внутри создается вакуум, и на крышку действует сильное давление, соответственно, она очень плотно прилегает к вакуумной камере. И когда в конце цикла нам необходимо ее открыть и достать сваренную деталь, это превращается в трудновыполнимую задачу: несмотря на выравнивание давлений снаружи и изнутри установки, крышка прилипает намертво. Долгое время нам приходилось пользоваться для открытия камеры подручными инструментами. Хотелось разработать такую конструкцию крышки, чтобы она открывалась легко и практически без усилий», — пояснил Алексей Медведев.

Идея конструкции полностью принадлежит Данилу Тищенко. Он самостоятельно всё измерил и нашел подходящие материалы для своего изделия. «Я взял за основу решение, которое используется в пневматических винтовках. Там примерно такая же система: рычаг с большим пропилом, что позволяет использовать его в комплексе с ручным насосом. Мне эта идея показалась подходящей с учетом того, что нужно было вращательное движение рычага переводить в поступательное движение поршня, и я взял ее на вооружение», — уточнил Данил.

Установка электронно-лучевой сварки ИЯФ СО РАН позволяет сделать полностью вакуумно-плотный дегазированный шов. Вакуумные камеры, изготовленные с ее помощью, не содержат микротрещин и микрополостей и могут использоваться при создании высоковакуумных трактов. Изделия, изготовленные с помощью электронно-лучевой сварки в ИЯФ СО РАН, используются в российских и зарубежных научных установках, например, в Европейском исследовательском центре ионов и антипротонов – FAIR.

По материалам пресс-службы ИЯФ СО РАН, фото Юлии Клюшниковой

Правительство России поддержит проекты Академгородка 2.0

Обновление инфраструктуры Новосибирского государственного университета планируется в два этапа. В рамках первого разработаны пилотные решения для трех объектов: общежития НГУ, нового здания физматшколы и досугового центра для школьников и студентов. Обновленное общежитие — с кафе, тренажерными залами и комфортными комнатами для занятий и отдыха — позволит уединиться для научной работы и организовать кинопоказ для большой компании. В физико-математической школе появится мастерская робототехники, обсерватория-сад на крыше здания и современные пространства для работы учителей. Досуговый центр предлагается оформить как многофункциональный зал — на сцене могут проходить репетиции и торжественные мероприятия, а в остальное время он будет функционировать в качестве универсального пространства формата open space для работы и учебы.  

В ходе обсуждения презентации новой концепции кампуса Михаил Мишустин заявил: «Решено, что будет новый кампус Новосибирского государственного университета, и не только кампус. Это поручение президента, мы с ним говорили на эту тему, и соответствующее решение принято». Также премьер-министр обозначил, что берет под личный контроль соблюдение сроков строительства. «Реновация кампуса станет следующим шагом развития Новосибирска, сделав территорию Академгородка местом притяжения не только научного сообщества, но и обычных жителей города, для которых кампус также станет значимым общественным пространством», — прокомментировал ректор НГУ академик Михаил Петрович Федорук.

Перед поседением университета М.В. Мишустин ознакомился с теоретическими исследованиями и экспериментальными установками Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. Его директор академик Павел Владимирович Логачев сделал обзорную презентацию основных направлений работы института и рассказал о прикладных разработках, в том числе о создании источника нейтронов для бор-нейтронозахватной терапии онкологических заболеваний (БНЗТ).

Специалисты ИЯФ СО РАН создали нейтронный источник для компании TAE Life Sciences (США), предназначенный для клинических испытаний бор-нейтронозахватной терапии. Ожидается, что они начнутся в 2021 году в госпитале г. Сямынь (Китай). Кроме того, в ИЯФ ведутся работы по созданию ускорителя для БНЗТ на собственной площадке, но перспектива внедрения БНЗТ в клиническую практику в России пока остается под вопросом.

Михаил Мишустин назвал БНЗТ «важнейшим направлением». «Я знаю, что этим серьёзно занимаются японцы и американцы, но тот прогресс, который есть у нас, позволяет надеяться, что в ближайшие несколько лет мы все-таки добьемся фокусировки (на метастазах и опухолях — Прим. ред.). Я бы попросил вас обязательно работать с врачами, потому что доклинические испытания и фокусировка именно на лечение будут важным залогом того, чтобы масштабировать это научное открытие на соответствующую клинику. И мы, конечно, поможем. Около 800 миллионов рублей, которые необходимы… эти средства будут выделены. У вас, наверное, есть график, соответственно, всё необходимое будет сделано. Это очень важно, особенно, для людей, которые, к сожалению, страдают онкологическими заболеваниями».

Павел Логачев отметил, что в развитии бор-нейтронозахватной терапии Институт ядерной физики находится на той стадии, которую трудно пройти без помощи надзорных органов и Правительства РФ. Речь идет о начале доклинических и клинических испытаний. «Собственно, этот вопрос сегодня и был принципиально решен. Для нас это означает, что мы сможем ближайшие полтора-два года начать помогать людям», — прокомментировал академик.

На встрече в ИЯФ обсуждалось также выполнение графика создания оборудования и строительства сооружений источника синхротронного излучения СКИФ   и имеющиеся для этого технические возможности экспериментального производства ИЯФ СО РАН и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт». «Мы видим полную заинтересованность председателя Правительства РФ в том, чтобы Федеральная научно-техническая программа развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры в целом, и проект ЦКП СКИФ, в частности, осуществлялась в срок, — прокомментировал П.В. Логачев. — Мы, со своей стороны, вместе с Министерством науки и высшего образования работаем над этим в единой команде и будем стараться максимально эффективно решать все возникающие сложности. Полное содействие со стороны Правительства его руководитель нам гарантировал».

Перед ознакомлением с объектами Академгородка 2.0 Михаил Мишустин посетил Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор», где запускается в гражданский оборот разработанная здесь вакцина от коронавируса. Её выпуск налажен на площадке самого центра. В ходе визита обсуждался вопрос масштабирования производства, чтобы в ближайшее время закрыть потребности российских регионов в вакцинации от COVID-19. «Очень важно это делать быстрее, так как в этом нуждаются люди. Знаю, что «Вектор» приложил много усилий, и надеюсь, что в ближайшее время масштабирование достигнет больших промышленных объёмов, — отметил председатель правительства, — Я уверен, что до осени мы проведём основной объём массовой вакцинации, и надеюсь, вы в этом будете надёжной опорой».

По материалам пресс-служб НГУ и ИЯФ СО РАН, ГТРК «Новосибирск»

Фото Максима Кузина

Европейские физики работают над детектором для Супер С-тау фабрики

«Система идентификации частиц, — пояснил научный сотрудник Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН Сергей Кононов, — является одной из важнейших систем детектора почти любого современного ускорительного эксперимента. Без такой системы изучение некоторых процессов, измерение их параметров с заданной точностью сложно, а в некоторых случаях и невозможно. Параллельная разработка двух вариантов системы идентификации создает здоровую конкуренцию, но прежде всего, синергию: это сотрудничество по общим задачам, обмен опытом, связями с экспертами и производителями, человеческими и материальными ресурсами. Все это позволяет быстрее и результативнее развивать проект».

Группа физиков из Гиссенского университета присоединилась к проекту Супер С-Тау фабрики в 2018 году и более активно включилась в работу со стартом совместной российско-европейской программы CREMLINplus в начале 2020 года. «На протяжении многих лет наша группа в Гисенском университете работала над детекторами черенковского излучения для эксперимента PANDA Центра по исследованию ионов и антипротонов (FAIR), — отметил Микаэль Дюрен, профессор Гисенского университета имени Юстуса Либиха (на заглавном снимке крайний слева). — Для меня было естественно присоединиться к работе над коллайдером Супер С-тау фабрика, поскольку физические задачи этого проекта в некоторой степени похожи. Однако вызовы, которые ставит перед нами этот проект, гораздо более амбициозные, поскольку статистическая точность в Супер С-тау фабрике будет намного выше, чем в PANDA, а значит, технические требования к детектору также очень высокие».

Как отметил Сергей Кононов, оба варианта системы идентификации частиц являются детекторами черенковских колец (Ring Imaging Cherenkov counter – RICH), которые предназначены для измерения черенковского угла, рождаемого в прозрачной среде при прохождении в ней заряженной частицы. Черенковский угол зависит от скорости частицы и от показателя преломления среды. В детекторе типа RICH с помощью некоторых оптических схем формируется изображение кольца (или дуг кольца) из нескольких десятков зарегистрированных фотонов на частицу. По радиусу кольца (дуг) можно определить черенковский угол и, следовательно, скорость частицы. Измеряя скорость, а также импульс частицы в трековой системе детектора, можно определить массу и, следовательно, тип частицы.

 

Аэрогель. Фото Светланы Ерыгиной

«Основное отличие между вариантами FDIRC и FARICH — в радиаторе, то есть материале, в котором регистрируется черенковское излучение, — прокомментировал Сергей Кононов. — В случае FDIRC в качестве радиатора используется синтетический кварц, который имеет показатель преломления 1,47, как у обычного стекла. В детекторе типа FARICH радиатором является аэрогель диоксида кремния. Это высокопористое твердое прозрачное вещество с показателем преломления, варьирующимся от 1,006 до 1,13. Такой аэрогель с наилучшей в мире прозрачностью производят недалеко от ИЯФ, в Институте катализа СО РАН. Оба варианта, FDIRC и FARICH, обладают уникальными преимуществами. Быстрые заряженные частицы в аэрогеле производят черенковское излучение, более слабое и с меньшим черенковским углом, чем в синтетическом кварце. Зато разница в черенковских углах у разного типа частиц с одинаковым импульсом больше в аэрогеле, чем в кварце, и точность измерения черенковского угла (разрешение) выше в аэрогеле. По оценкам, качество разделения частиц в FARICH будет лучше, чем в FDIRC. Однако вариант FDIRC при худшей точности измерения скорости частиц все равно может быть более привлекательным, если его точности достаточно для идентификации частиц во всем диапазоне импульсов, наблюдаемых в эксперименте, так как он значительно дешевле и требует существенно меньше фотонных сенсоров, которые являются самыми дорогими компонентами таких детекторов».

Как отметил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Александр Барняков, помимо Гиссенского университета в рамках проекта CREMLINplus над детектором для Супер С-тау фабрики работают еще несколько европейских организаций. Разработкой опции внутреннего трекера занимаются итальянские физики из институтов LNF-INFN (г. Фраскатти) и Ferrara-INFN (г. Феррара), опцией основного трекера — итальянские физики из институтов Lecce-INFN (г. Лече) и Bari-INFN (г. Бари). Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН) подключился к разработке программного обеспечения для описания и моделирования детектора, французские физики из IJCLab-Orsay (прежде LAL, г. Орсэ) участвуют в разработке некоторых элементов ускорителя.

По материалам пресс-службы ИЯФ СО РАН

В Академгородке создают порт-плаги для ITER

Основной вклад института в проект — производство порт-плагов, которые разместят по всему периметру установки. Эти огромные конструкции весом около 45 тонн нужны для защиты оборудования от потока нейтронов и снижения радиационного фона в зонах, где будут работать специалисты. Порт-плаги будут состоять из керамических кубиков на основе карбида бора. Только он способен поглотить нейтроны и выдержать такие высокие температуры. 

«Была проведена колоссальная научно-исследовательская работа, которая доказала, что такая защита годится для ИТЭР. Никто в мире не смог это доказать, кроме ИЯФ. Это разработка Новосибирского завода НЭВЗ-Керамикс. Стоимость одного кубика сто долларов, таких деталей понадобятся десятки тысяч» — отмечает советник дирекции ИЯФ СО РАН доктор физико-математичесикх наук Александр Владимирович Бурдаков.

По словам заместителя директора ИЯФ СО РАН по науке доктора физико-математических наук Петра Андреевича Багрянского, работы идут в нужном темпе согласно плану: «Речь об огромных боксах, где разместится стойкая к радиации диагностическая аппаратура для измерения параметров плазмы. В частности, это камеры, которые видят нейтроны, излучаемые горячей плазмой. Для них уже изготовлена электроника. Более того, за этот год мы продвинулись в области создания технологии нейтронных защит».

ИЯФ СО РАН отвечает за изготовление четырех порт-плагов. Запуск реактора и получение на нем первой плазмы запланированы на 2025 год, и ученым предстоит работать в напряженном графике, чтобы успеть изготовить первый порт-плаг.

 По материалам изданий «Наука в Сибири» и Sibnet.ru

На фото Антона Судникова — одна из деталей порт-плага

Международная экспертиза оценивает СКИФ

«Мировая практика предполагает создание при проектах класса мегасайенс, таких как ЦКП СКИФ, специальных комитетов — ускорительного (MAC, Machine Advisory Committee) и научного (Scientific Advisory Committee, SAC), — пояснил руководитель проектного офиса ЦКП «СКИФ», заместитель директора по научной работе ИЯФ СО РАН доктор физико-математических наук Евгений Борисович Левичев. – В рамках международной конференции Synchrotron and Free electron laser Radiation, прошедшей в июле 2020 г., мы пригласили группу экспертов высокого класса, для которых в последний день SFR-2020 организовали сессию по ЦКП «СКИФ». На сессии мы представили ряд обзорных докладов по статусу проекта, созданию ускорителя, сверхпроводящих вигглеров и ондуляторов, пользовательских станций и инженерной инфраструктуры. После этого международные специалисты дали экспертную оценку проекту по ускорительной и научной части».

Предполагается, что в ускорительную группу экспертов войдет консультант проектов MAX IV (Швеция) и ESRF (Франция) профессор Дитер Айнфельд (Prof. Dieter Einfeld), директор ускорительного комплекса синхротрона MAX IV Педро Таварис (Dr. Pedro Tavares), один из создателей источника СИ «КИСИ-Курчатов» (НИЦ «Курчатовский институт») доктор физико-математических наук Владимир Корчуганов и другие ученые. «Эксперты отметили, что в силу сжатых сроков реализации очень важна правильная структура управления проектом, четкое планирование, — уточнил Евгений Левичев. – Также необходимо как можно раньше начать формировать “команду эксплуатации”, которая будет участвовать в создании и запуске комплекса, и в дальнейшем работать на нем. Также эксперты отметили, что полезным будет установить кооперацию с зарубежными партнерами по изготовлению некоторых компонентов для ЦКП СКИФ».

По словам помощника директора ИЯФ СО РАН по перспективным проектам кандидата физико-математических наук Якова Валерьевича Ракшуна на SFR-2020 эксперты также дали оценку проектам экспериментальных станций ЦКП СКИФ. «Группа международных советников по пользовательской инфраструктуре ЦКП «СКИФ» состояла из представителей ESRF, MAX IV, XFEL, а также специалистов, имеющих большой опыт создания экспериментальных станций в жестком и в мягком рентгеновском диапазонах; работы в аналогичных комитетах, —  пояснил Яков Ракшун. — Эксперты отметили удачный выбор первых шести экспериментальных станций, рекомендовали четче выделить направления исследований, в которых предложенные решения позволят достичь мирового лидерства, и настоятельно советовали организовать рабочие группы по каждой экспериментальной станции (Beamline advisory group, BAG)».

По словам Евгения Левичева и Якова Ракшуна общей рекомендацией по ускорительному и пользовательскому направлениям было создание локальных, то есть собирающихся в Новосибирске, комитетов, которые с определенной периодичностью будут осуществлять международную экспертизу. Решение об их создании и было одобрено на заседании НКС ЦКП СКИФ, прошедшем в ИЯФ СО РАН.

По материалам пресс-службы ИЯФ СО РАН

Заключен контракт на поставку оборудования для СКИФ

В середине октября Институт ядерной физики Сибирского отделения РАН был определен единственным изготовителем технологически сложного оборудования для ЦКП СКИФ. «Подписан первый договор, который позволяет фактически сегодня в полном объеме начать работы по производству оборудования для СКИФ, — сообщил директор ИЯФ академик Павел Владимировичл Логачев.

 

Павел Логачёв

Как пояснил заместитель директора ИЯФ СО РАН по научной работе и руководитель проектного офиса ЦКП СКИФ доктор физико-математических наук  Евгений Борисович Левичев, финансирование поступит в ближайшее время. При этом работа по производству оборудования уже начата. По словам Е. Левичева, в конце следующего года ученые смогут продемонстрировать первый пучок линейного ускорителя СКИФ.

По материалам ТАСС, фото Юлии Поздняковой, «Наука в Сибири»

СКИФ. Презентация

СКИФ. Пояснительная записка