«Датчики системы диагностики зафиксировали соответствие электронного пучка проектным параметрам. Пучок с энергией 3 ГэВ устойчиво циркулирует в бустерном кольце, в ближайшее время он будет перепущен в транспортный канал «бустерный синхротрон-накопитель», а к концу 2025 года ожидается его перепуск в накопительное кольцо», — рассказал директор ЦКП СКИФ академик Евгений Борисович Левичев.

Инжекционный комплекс (линейный ускоритель и бустерный синхротрон) ЦКП СКИФ формирует пучок с необходимыми параметрами. В линейном ускорителе электроны рождаются, группируются в пучок, получают первоначальное ускорение и энергию 200 миллионов электронвольт (МэВ). Затем этот пучок поступает в кольцевой бустерный синхротрон, где разгоняется до рабочей энергии — 3 миллиарда электронвольт (ГэВ), и отправляется в основной накопитель. В накопителе электронный пучок, проходя через магнитное поле поворотных магнитов или специализированных многополюсных устройств (вигглеров или ондуляторов), генерирует синхротронное излучение. Синхротронное излучение выводится из накопителя через фронтенды и по каналам транспортировки рентгеновского пучка доставляется на экспериментальные станции, где ученые будут использовать его для проведения исследований. Единственным исполнителем комплекса работ по изготовлению, сборке, поставке и пусконаладке технологически сложного оборудования ускорительного комплекса ЦКП СКИФ выступает Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.

Для получения пучка электронов 3 ГэВ необходимо было создать специальные режимы ускорения, когда изменение тока во всех магнитных элементах бустерного кольца происходит по точно рассчитанному алгоритму. Стабильность тока в магнитных элементах, в свою очередь, определяется прецизионными источниками питания. Для бустерного синхротрона ЦКП СКИФ сотрудники ИЯФ СО РАН разработали и изготовили три импортозамещающих источника питания с диапазоном от 500 А до 10 кА и напряжением до сотен вольт.

Наряду с магнитной системой за ускорение пучков электронов до рабочей энергии отвечает высокочастотная система. Многократно пролетая через ВЧ-резонаторы, частицы за треть секунды ускоряются в 15 раз, до рабочей энергии 3 ГэВ.

Кроме того, одним из важных условий выхода на проектную энергию был запуск центральной системы охлаждения, так как при работе в условиях высокого напряжения и высоких тепловых нагрузок оборудование инжекционного комплекса необходимо постоянно охлаждать.

Параллельно с настройкой работы инжекционного комплекса активно ведутся работы и на других площадках ЦКП «СКИФ». В тоннеле накопительного в проектное положение выставлены все семь фронтендов (комплексов оборудования для перепуска пучков синхротронного излучения на экспериментальные станции), продолжается установка магнитно-вакуумных сборок на специальных подставках – гирдерах. В экспериментальном зале накопителя полным ходом идет монтаж специальных помещений (хатчей), где будет располагаться оборудование экспериментальных станций, или, иными словами, исследовательских лабораторий. На станциях ученые будут изучать разные объекты и процессы в интересах химии, биологии, экологии, геологии и многих других наук, а также промышленных применений. Оборудование всех семи экспериментальных станций первой очереди изготовлено на 100%, оно постепенно доставляется на площадку. 

По материалам пресс-службы ЦКП СКИФ, фото Анны Плис

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

«В начале следующего года, не буду называть дату, она связана с определенными торжественными событиями, запланирован запуск большого кольца с получением проектного пучка той самой энергии 3 ГэВ. В течение следующего года должна быть запущена первая станция первой очереди — по сути, уже СКИФ начнет проводить исследования на образцах, которые необходимы для изучения», — сказал он в прямом эфире областной телекомпании.

Затем будут запущены остальные станции первой очереди, в 2027-2028 годах планируется приступить к строительству станций второй очереди, конкретизировал глава региона. Он напомнил, что ранее на СКИФе поэтапно были запущены линейный и бустерный ускорители. Согласно уточненному плану строительства ЦКП СКИФ, запуск установки с семью станциями первой очереди запланирован на конец 2025 года (по первоначальному плану  на конец 2024 года).

На станциях планируется изучать структуры биополимеров, механизмы функционирования живых организмов, передачу наследственной информации, механизм действия лекарственных препаратов, создание новых материалов, исследование быстротекущих процессов и так далее.

СКИФ станет первым в мире источником синхротронного излучения поколения 4+ с энергией 3 ГэВ.

Строительство ЦКП СКИФ изначально оценивалось в 37,1 млрд. рублей, на данный момент окончательная стоимость всего проекта составляет более 50 млрд. рублей.

По материалам ИА «Интерфакс»

Фото Юлии Поздняковой, пресс-службы ЦКП СКИФ (заставка)

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

 

Накопитель состоит из нескольких тысяч магнитных, вакуумных и высокочастотных элементов, установленных на специальные подставки — гирдеры. Для того чтобы пучок был стабилен, соответствовал заявленным параметрам и циркулировал по заданной орбите в течение нескольких часов, к выставке элементов оборудования предъявляются высокие требования. Поверхность гирдеров практически идеально плоская (неровности в пределах 50 микрометров, это толщина волоса ребенка), а точность положения элементов друг относительно друга — в пределах 30 микрометров.

Один гирдер с оборудованием весит порядка 10 тонн, поэтому от места сборки — корпуса стендов и испытаний (КСИ) — в здание накопителя сегменты кольца доставляет грузовой автомобиль, по тоннелю оборудование перевозит специальный «умный» тягач —беспилотная грузовая тележка.

«Мы вышли на финишную прямую запуска источника синхротронного излучения СКИФ: после сборки и отладки оборудования накопителя будет готов к работе весь ускорительный комплекс. Планируем, что в первой декаде декабря все сегменты кольца займут свои места в тоннеле, и специалисты начнут работу по перепуску пучка из бустерного синхротрона в накопитель», — рассказал директор ЦКП СКИФ академик Евгений Борисович Левичев.

Ускорительно-накопительный комплекс СКИФ состоит из трех технологических комплексов – линейный ускоритель, где электронный пучок рождается и получает первоначальное ускорение, бустерный синхротрон, где он достигает проектной энергии 3 ГэВ и накопительное кольцо, где, проходя через магнитное поле поворотных магнитов или специальных устройств генерации (вигглеров и ондуляторов), электронный пучок генерирует синхротронное излучение (СИ).

Здание накопителя – самое большое и сложное здание комплекса площадью более 44 тыс. квадратных метров – имеет форму кольца. Внутри расположен специально спроектированный тоннель, оснащенный термостабилизацией на уровне ±0.1°C, системой пожарной и радиационной безопасности, в котором устанавливается оборудование накопительного кольца. Также в здании находится сервисная зона, где стоят источники питания оборудования, офисные помещения и экспериментальный зал, в котором располагаются помещения экспериментальных станций.

По материалам пресс-сдужбы ЦКП СКИФ

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

Современные глобальные трансформации — от геополитических сдвигов до технологических санкций — поставили перед Россией задачу быстрой адаптации национальной экономики к новым реалиям. В этой повестке особое значение приобретает развитие науки, высоких технологий и устойчивых инновационных экосистем. Однако эти процессы не происходят в вакууме: они требуют территориального фундамента, специфической инфраструктуры и, главное, кадровой концентрации. В сложившихся условиях наукограды — города с высокой долей научно-производственной специализации — становятся не просто элементом экономической структуры, а критически важным условием технологического суверенитета страны.

И всё же, несмотря на декларируемую значимость, статус наукоградов в России остаётся хрупким. Регулярные попытки урезания бюджетов, формализация инновационных стратегий, правовые противоречия и недостаток мотивации для притока молодых кадров — всё это подрывает их потенциал. Необходима не только реабилитация сути концепции наукограда, но и поиск успешных моделей в условиях системной неопределённости. В этом контексте особый интерес представляет Кольцово — наукоград Новосибирской области, сумевший не просто сохранить научный костяк, но и сформировать устойчивую модель развития. Его опыт требует внимательного изучения.

Цель настоящего анализа — выявить системные проблемы развития российских наукоградов и определить механизмы их успешного преодоления на примере Кольцово. Для достижения указанной цели выделены ключевые институциональные и инфраструктурные проблемы, сдерживающие развитие наукоградов; рассмотрен научно-производственный комплекс наукограда Кольцово  одного из наиболее успешных наукоградов России, охарактеризованы направления его социально-экономического развития.

Проблемы российской политики в отношении наукоградов

Наукограды — детище плановой экономики. Их формирование сопровождалось концентрацией НИИ, вузов и оборонных предприятий. Однако с переходом к рыночной модели управления целостность этих экосистем была нарушена. Одной из главных проблем сегодня является фрагментация полномочий между муниципалитетами и федеральными структурами. Органы местной власти несут ответственность за реализацию стратегий развития, но практически не влияют на поведение и финансирование ключевых научных предприятий, поскольку те подчиняются федеральным ведомствам.

Другим слабым звеном остаётся законодательная и финансовая база. Федеральный закон № 70-ФЗ формально обеспечивает статус наукограда, но не гарантирует системного финансирования. После отмены программно-целевого подхода в 2004 г. города вынуждены рассчитывать на подушевые дотации, которые никак не коррелируют с реальной стоимостью научной инфраструктуры.

Показательно, что в 2012 г. суммарный объём федерального финансирования всех наукоградов составлял 575,4 млн. руб., а к 2022 г. он снизился до 342,0 млн. руб., в постоянных ценах это падение до 163,6 млн руб. Таким образом, фактическое сокращение составило более чем 3,5 раза.

Таблица 1

Объём федерального финансирования наукоградов РФ, млн. руб.

Год	В текущих ценах	В постоянных ценах
2012	575,4	575,4
2013	576,7	538,2
2014	547,9	456,5
2015	493,1	361,7
2016	429,1	297,2
2017	356,4	239,8
2018	370,9	237,8
2019	377,5	235,3
2020	374,9	223,0
2021	316,9	172,2
2022	342,0	163,6

Отдельной темой остаётся кадровый кризис. По данным Минобрнауки РФ, с 2018 по 2023 гг. сокращение численности работников научно-производственных комплексов (НПК) наукоградов произошло в Пущино (на 26%) и Черноголовке (21%). Также сокращалась среднесписочная численность работников НПК в Королеве, Протвино и Мичуринске.К этим проблемам добавляется и инфраструктурная деградация: износ теплосетей особенно остро стоит в Королёве, Мичуринске, Пущино и Фрязино. Нехватка педагогов и мест в школах зафиксирована в Троицке и Реутове. Сокращение коечного фонда и дефицит медперсонала — в Жуковском и Бийске.

 

Наукоград Кольцово — биотехнологический центр России

Наукоград Кольцово — это пример того, как на стыке фундаментальной науки, высоких технологий и государственной стратегии формируется компактный, но высокоэффективный научно-производственный комплекс. Он не только обеспечивает биобезопасность страны, но и служит источником устойчивого инновационного развития.В центре этой системы находится Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» — один из немногих в мире объектов с полным циклом исследований и разработок в области вирусологии, молекулярной биологии, ветеринарии и создания вакцин. Это не просто научное учреждение: «Вектор» сочетает в себе функции исследовательского института, производственной базы, образовательного центра и платформы для трансфера технологий.Помимо «Вектора» в НПК наукограда Кольцово входят «Вектор-Бест», «Вектор-Медика», «Векто-БиАльгам», «Био-Веста», «Центр финансовых технологий», «Навигационные системы», Научно-производственная фирма «Исследовательский центр», «Ангиолайн интернешионал девайс», «СФМ Фарм», «Сибирский центр фармакологии и биотехнологий».

Эти компании составляют основу биомедицинского кластера Кольцово, объединяющего науку, производство и прикладные разработки в единую цепочку создания ценности — от фундаментальных исследований до серийного выпуска продукции.В наукограде Кольцово эффективно работает система поддержки инновационного бизнеса, которая позволяет превращать научные разработки в реальные продукты и услуги. Она включает в себя «Инновационный центр Кольцово», Управляющую компанию «Научно-технологический парк в сфере биотехнологий», Бизнес-инкубатор, Инжиниринговый центр коллективного пользования Биотехнопарка, магистратуру биотехнологического профиля НГУ, Некоммерческое партнерство по развитию инновационного территориального кластера НСО в сфере биофармацевтических технологий «Биофарм».

Особое значение имеет проект СКИФ — Сибирский кольцевой источник фотонов. СКИФ – это не просто научная установка, а масштабное предприятие, которое предполагает создание уникальных условий для проведения исследований в области физики, химии,  материаловедения и других дисциплин. Он станет центром притяжения для ученых и исследователей, предоставляя доступ к современным технологиям и оборудованию. Строительство СКИФ сопровождается созданием сопутствующей инфраструктуры — Конгресс-холла, гостиничного комплекса, дорожной сети и инженерных коммуникаций. Этот мегапроект не только усилит научную специализацию Кольцово, но и послужит импульсом для экономического и социального развития наукограда и региона в целом.

В последние годы значительно оптимизирована (в лучшем смысле) социальная сфера, построена новая «школа завтрашнего дня»: со спортзалами, плавательным бассейном, актовым залом на 500 мест, с шестью учебными технопарками, стадионом. В рамках государственно-частного партнерства  в Кольцово построен уже третий бассейн, ледовый дворец, возведен универсальный физкультурный оздоровительный комплекс с легкоатлетическим манежем (УФОК) европейского уровня. Развивается комфортная городская среда: обновлено более 10 км тротуаров, велодорожек, обустроены общественные пространства и парковая зона. Кольцово превратился в гармонично развивающийся современный научный центр, где сбалансированы наука и окружающая среда, что, конечно, важно для привлечения новых специалистов.

Важной особенностью Кольцово является то, что все годы наукоград следовал первоначальной миссии — быть городком науки, не превращаясь в спальный район. Во главу угла ставились интересы «Вектора», а администрация наукограда содействовала в решении проблем, с которыми он сталкивался.Помимо этого руководство и совет депутатов  Кольцово не оставляют без внимания ни один потенциальный источник ресурсов, стараясь диверсифицировать финансовые поступления. В этом плане можно отметить функционирующий в Кольцово один из крупнейших ликеро-водочных заводов России, за счет которого наукоград получил 320 высокотехнологичных рабочих мест.Компании, которые функционируют в Кольцово, помогают решать социальные вопросы, стоимость которых в разы превосходит субвенции, получаемые наукоградом из федерального бюджета. Помимо этого, наукоград помогает ЖКХ приобретать спецтехнику, следит за работой управляющих компаний, помогает их становлению, договаривается с застройщиками, чтобы брали целые микрорайоны на обслуживание.Опыт Кольцово доказывает: даже в условиях ограниченного федерального финансирования возможно устойчивое развитие наукограда при наличии целевой стратегии, сильного управления и опоры на локальный научно-производственный комплекс. 

Заключение

Для успешного развития наукоградов необходимы:

– возврат к программному (или хотя бы проектному) финансированию наукоградов;

– закрепление служебного жилого фонда для молодых научных кадров;

– институциональное разделение функций между муниципалитетом и федеральными НИИ;

– создание единого цифрового реестра наукоградов и их проектов;

– формирование системы горизонтального обмена опытом между администрациями наукоградов.

Наукоград Кольцово заслуженно занимает особое место в российской системе научно-технологического развития. Его успехи — это результат многолетней, системной работы по созданию уникальной инновационной инфраструктуры, объединяющей фундаментальные исследования, прикладные разработки и промышленное производство в области биотехнологий, вирусологии и фармацевтики. Пандемия COVID-19 продемонстрировала критическую важность наличия самостоятельных высокотехнологичных центров, способных быстро разрабатывать и внедрять диагностикумы, вакцины и медицинские препараты. Кольцово подтвердило свою роль стратегического актива страны, обеспечивая научную и производственную базу для решения таких задач.

Успех Кольцово служит примером эффективной реализации модели наукограда, где научные достижения напрямую трансформируются в экономические результаты, а городская среда и социальная инфраструктура создают благоприятные условия для инновационной деятельности. Опыт Кольцово может и должен служить ориентиром для других регионов и наукоградов страны, стремящихся построить конкурентоспособную и инновационно активную экономику.

Иллюстрации предоставлены автором

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

Рентгеновский микроскоп использует рентгеновские лучи для наблюдения за структурой объекта. Его основное преимущество перед электронным микроскопом — высокая проникающая способность. Исследования, проводимые с помощью рентгеновского излучения, часто являются единственным способом изучения внутреннего строения уникальных объектов без их разрушения. В микроскопах реализована возможность получения изображений как крупных объектов (размер 100-200 мм), когда не требуется высокое пространственное разрешение, так и микрообъектов (размер 100-200 мкм). Эксперименты с рентгеновскими микроскопами будут проводиться на станции 1-5 «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне» для решения задач в области материаловедения, геологии, археологии, химии, биологии и медицины.

 

«Рентгеновский микроскоп устроен по принципу оптического микроскопа за тем исключением, что пучок синхротронного излучения, проходя через исследуемый образец, попадает на специальный кристалл, который преобразует рентгеновское излучение в видимый спектр, который способны зарегистрировать видеокамеры. С камеры изображение передается на компьютер исследователя для дальнейшего анализа и обработки. Для того, чтобы исключить влияние внешнего освещения на регистрируемые изображения, объектив микроскопа закрыт тонкой бериллиевой фольгой. Бериллий хорошо пропускает рентгеновское излучение и не прозрачен для обычного света. Это исключает помехи и обеспечивает стабильное качество измерений», — рассказал научный сотрудник лаборатории оптических измерительных систем КТИ НП СО РАН Родион Куликов.

 

Первый микроскоп, оснащенный высокочувствительной камерой, будет использоваться для статичных экспериментов. Поворачивая объект и делая снимки при различных ракурсах, можно полностью восстановить трехмерную структуру образца. Этот метод называется рентгеновской томографией и позволяет исследовать микропористую структуру кернов нефтеносных пород (для оптимизации технологий извлечения углеводородов), морфологию природных алмазов, структуру конструкционных материалов для задач авиа- и машиностроения, а также анализировать уникальные предметы искусства, археологические и палеонтологические находки, не разрушая их.

 

Второй микроскоп оснащен высокоскоростной камерой, снимающей несколько тысяч кадров в секунду, что позволит наблюдать динамические процессы в режиме реального времени. Образец будет подвергаться воздействию извне — растяжению и сжатию, а камера — фиксировать изменение его структуры. Поведение конструкционных материалов (сплавов металлов и композитов) в условиях внешних воздействий актуально для решения задач машиностроения, космоса и авиации.

 

Также оборудование позволит наблюдать процесс создания металлических конструкций непосредственно во время печати на 3D принтере, лазерную сварку металлов и сплавов для создания надежных и безопасных сварных соединений, способных, например, заменить клепку авиационных конструкций.

 

«Большинство материалов не прозрачны в видимом диапазоне, поэтому рентгеновский микроскоп решает огромное количество научных задач в самых разных областях науки. Например, геологи исследуют внутреннее строение пластов угля, что позволяет им оценить концентрацию метана в угольных шахтах. Химики могут посмотреть, как меняется трехмерная структура частицы каталитического вещества до и после химической реакции. Археологи заинтересованы в неразрушающем анализе структуры уникальных исторических находок», — рассказал координатор создания станции 1-5 «Диагностика в высокоэнергетическом рентгеновском диапазоне» ЦКП СКИФ кандидат физико-математических наук Константин Купер.

 

Ранее такое оборудование в России не производилось, его планировалось приобрести во Франции, что стало недоступным после введения санкций. Микроскопы КТИ НП СО РАН не уступают зарубежным аналогам по техническим характеристикам и стоят в 4 раза дешевле.

 

По материалам пресс-службы ЦКП СКИФ

Фото Анны Плис

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

Во всех ускорителях заряженные частицы должны двигаться в глубоком вакууме (примерно таком, какой есть на полпути от Земли к Луне). Если вакуумные условия будут хуже, то электроны, сталкиваясь на огромных скоростях с атомами остаточного газа, будут рассеиваться и гибнуть на стенках вакуумной камеры: уменьшится время жизни пучка и увеличится радиационный фон вокруг ускорителя.

«За время жизни пучка отвечают вакуумные камеры, которые проходят сквозь все магниты. Это самое незаметное, но очень важное оборудование, — прокомментировал заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Александр Краснов. — Именно по замкнутой орбите внутри последовательности соединенных друг с другом вакуумных камер и движется пучок электронов. От характеристик этих камер, а именно от герметичности, уровня разреженности, зависит бесперебойная циркуляция пучка электронов в синхротроне. Концентрация молекул в объеме камеры по всей орбите, а это 477 метров, должна быть на 12 порядков меньше, чем в воздухе в обычной комнате. Поэтому основная сложность изготовления подобного рода устройств заключается в том, чтобы сделать их вакуумноплотными. Кроме того, присутствие интенсивного синхротронного излучения вызывает испарение молекул газа, осевших на внутренней поверхности вакуумных камер. Эти потоки молекул являются основной нагрузкой для систем откачки, поэтому в качестве насосов необходимо применять высокоэффективные геттерные насосы и располагать их достаточно близко друг от друга по всей кольцевой траектории пучка. Более того, эти насосы должны быть компактными, потому что все магнитные элементы расположены настолько плотно, что практически полностью ограничивают доступ к вакуумным камерам».

Специально для синхротрона СКИФ совместно с ООО «Полема» были разработаны и созданы высокоэффективные комбинированные насосы, которые способны создавать вакуум до 10 ^-11 Торр. Геттерные материалы для них производил завод порошковой металлургии АО «Полема».

«Геттерные насосы обычно подразделяются на сосредоточенные — такие насосы устанавливаются в каком-то конкретном месте вакуумной камеры, и распределенные — представляют собой газопоглощающее вещество, нанесенное на стенки камеры, — прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат технических наук Алексей Семенов. —  На накопительном кольце ЦКП “СКИФ” в основном будут установлены сосредоточенные насосы на базе нераспыляемых геттеров. Они изготавливаются из химически активных металлов, таких как титан, цирконий, ванадий и их сплавы, и обычно формируются в виде прессованных или спеченных порошков. Основным мировым производителем подобных насосов является итальянская компания SAES Getters, их геттеры работают, например, на установках в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария). На этапе проектирования ЦКП “СКИФ” было понятно, что закупка зарубежных геттеров будет очень дорогой, поэтому мы начали развивать это направление у себя еще в 2020 г.».

Ключевой особенностью геттерных насосов является высокая скорость откачки на единицу объема. Помимо получения сверхвысокого вакуума в синхротронах, геттеры могут найти применение в плазменных установках, в которых необходимо откачивать интенсивные потоки водорода и дейтерия. Специалисты ИЯФ СО РАН проводят поисковые исследования в этом направлении.

«Специфика работы плазменных установок заключается в том, что для подпитки плазмы специалисты напускают туда большой поток газа, только 10% которого используется для образования ионов, а остальные 90% необходимо очень быстро откачивать, — добавил Алексей Семенов. — Для этого в большинстве случаев используются крионасосы. Но сейчас мы можем наблюдать некоторый тренд, который также начали итальянцы SAES Getters — они проектируют геттерные насосы и проводят их испытания для установки термоядерного реактора «DEMO», который в будущем должен вырасти из проекта Международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР. Мы изготовили и протестировали прототип вакуумного насоса на базе нераспыляемых геттеров. Устройства показали скорость откачки по водороду 1300 л/с и по дейтерию — 700 л/с. Разумеется, менять крионасосы на геттеры в существующих в ИЯФе плазменных установках не планируется, но, например, рассмотреть возможность их использования в проекте Газодинамической магнитной ловушки (ГДМЛ), который реализуется в нашем Институте, вполне реально».

ГДМЛ — это магистральный проект по физике плазмы ИЯФ СО РАН. Планируется, что ГДМЛ продемонстрирует возможность проектирования компактного, экономически и экологически привлекательного термоядерного реактора на основе магнитных ловушек открытого типа.

«В открытых ловушках, к которым относится установка ГДМЛ, поток водородной плазмы вытекает из центральной секции через магнитные пробки, расширяется вместе с силовыми линиями магнитного поля и попадает на плазмоприемники, при столкновении с которыми ионы плазмы нейтрализуются, — прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Сергей Полосаткин. — Повторная ионизация образующегося в результате газа (водорода) может приводить к накоплению холодной плазмы вблизи плазмоприемников, что ухудшает эффективность работы установки. Поэтому образующийся газ должен удаляться системой откачки. В отличие от действующих в настоящее время в ИЯФ исследовательских установок в ГДМЛ планируется работа в режиме очень длинных (до 100 секунд) импульсов, и система откачки должна обеспечить эффективный захват большого потока водорода в течение всего этого времени. Использование в системе откачки нераспыляемых геттеров представляется очень перспективной технологией, а полученные параметры разработанных геттерных насосов позволяют рассчитывать на возможность масштабирования этой технологии для использования в ГДМЛ. При этом, поскольку геттерные насосы, разработанные для проекта СКИФ, изначально предназначены для работы в существенно ином режиме — в сверхвысоком вакууме при малых потоках газа, необходимы дополнительные исследования стойкости геттеров при многократных циклах заполнения водородом и последующей регенерации».

По материалам пресс-службы ИЯФ СО РАН, фото Алексея Семенова

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

В ходе рабочей встречи Павел Логачёв проинформировал полпреда о степени готовности основного агрегата ЦКП «СКИФ» — ускорительно-накопительного комплекса, единственным исполнителем комплекса работ по изготовлению, сборке, поставке и пусконаладке которого является ИЯФ СО РАН. По озвученной информации, в настоящее время идёт его монтаж и пусконаладочные работы. Оборудование четырёх из девяти пользовательских станций готово, ещё пяти – на 95-99%. В настоящее время идёт подготовка к его установке. «Задачу, поставленную Президентом Российской Федерации, мы выполним в срок. Оборудование будет запущено в полном объёме», — добавил директор ИЯФ СО РАН.

Полномочный представитель отметил высокий уровень организации взаимодействия учёных и строителей, благодаря которому монтаж высокотехнологичного оборудования идёт параллельно с возведением здания. «Здесь мы опять первые в мире, в настолько сжатые сроки еще никому не удавалось воплотить в жизнь такой уникальный, технически сложный проект», – сказал он. Специалисты ИЯФ СО РАН запустили линейный ускоритель и вывели его на проектные параметры всего за два месяца, в то время как обычно такие работы занимают 8-10 месяцев. 

По словам директора ИЯФ СО РАН, достижению набранного темпа способствовала координация процесса аппаратом полпреда. Он поблагодарил Анатолия Серышева за содействие и личную вовлеченность в решение возникающих вопросов. Полномочный представитель регулярно посещает строительную площадку и проводит координационные совещания с участием представителей Министерства науки и высшего образования РФ, заказчика, генподрядчика, проектировщика, ключевых субподрядчиков, институтов-изготовителей научного оборудования. Особое внимание уделяется развитию наукограда Кольцово в контексте создания ЦКП «СКИФ».

Так, под руководством полпреда состоялось рабочее совещание, в ходе которого обсуждался ход выполнения строительных работ в зданиях, входящих в состав комплекса «СКИФ». На 30 гектарах возводятся 34 здания и сооружения, общей площадь более 86 тысяч квадратных метров. По данным генерального подрядчика проекта АО «Концерн «Титан-2» процент готовности строительно-монтажных работ объекта ЦКП «СКИФ» в среднем составляет около 85 %. В высокой степени готовности находится основные здания, где будут расположены инжектор и накопитель, а также здания научных станций, корпус стендов и испытаний, административный корпус и вспомогательные здания.

По мнению Анатолия Серышева, для ускорения строительных работ необходимо увеличить численность рабочих на площадке. Планируется, что к 1 сентября на площадке будут трудиться около 1 тысячи человек. Важным фактором полпред назвал закупку недостающего оборудования и материалов – большая часть требуемого уже законтрактована, ожидается поставка. На особом контроле остается подготовка исполнительной документации, необходимой для прохождения Главгосэкпертизы и ввода объекта в эксплуатацию. В настоящий момент в работу активно включились специалисты Ростехнадзора, идёт поэтапная приёмка зданий.

«Многое уже сделано, это заметно по тем результатам, которые мы видим сегодня. Ценно, что каждый, кто трудится над реализацией проекта ответственно подходит к выполнению своей части работы, между всеми участниками налажено конструктивное взаимодействие. Ещё раз подчеркну: запуска ЦКП «СКИФ» ждут учёные, он важен для всей страны. Прошу сохранить набранный темп и оправдать доверие главы государства», — подытожил Анатолий Серышев.

По материалам пресс-службы аппарата полпреда Президента РФ в СФО

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

 

Данное приложение, не имеющее аналогов в мире, станет своего рода конвейером поточной обработки спектров, в который интегрирована глубокая нейронная сеть. Модель глубокого машинного обучения для автоматизации анализа спектров РФЭС в рамках своей дипломной работы разработал выпускник бакалавриата факультета естественных наук НГУ  Артем Вахрушев. Его проект вошел в число победителей как первого, так и второго раундов молодежного конкурса научно-исследовательских проектов «Рентгеновские, синхротронные, нейтронные методы междисциплинарных исследований». В этом году молодой исследователь успешно защитил дипломную работу, в которой представил первую версию приложения с графическим интерфейсом. Нейросеть для обработки спектров Артем Вахрушев разрабатывал при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания ИК СО РАН (проект FWUR-2024-0032), а также при поддержке Программы «Приоритет—2030». Уже опубликована первая статья в рецензируемом журнале Kinetics and Catalysis по данной теме. В настоящее время Артем Вахрушев проходит дипломную практику в ФИЦ ИК СО РАН и продолжает вместе со своими старшими коллегами работать над совершенствованием приложения для обработки данных РФЭС. 

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) — спектроскопический метод исследования элементного состава, химического и электронного состояния атомов изучаемого материала, основанный на явлении внешнего фотоэффекта. Спектры РФЭС получают путем облучения материала пучком рентгеновских лучей с регистрацией зависимости количества испускаемых электронов от их энергии связи. Метод РФЭС — один из самых распространенных спектроскопических методов в катализе, материаловедении, физике полупроводников и многих других областях современной науки. В настоящее время обработка рентгеновских фотоэлектронных спектров в подавляющем большинстве случаев осуществляется вручную и представляет собой рутинный процесс — на описание одного спектра у научного сотрудника уходит от 10 минут. Классические алгоритмы анализа спектров могут вызывать значительную ошибку при обнаружении и подгонке пиков, и поэтому не могут использоваться в задачах автоматизации.

— Задача автоматизации анализа данных РФЭС очень актуальна, и ее значимость только возрастает в связи с запуском ЦКП «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ). С введением в эксплуатацию соответствующей станции, обладающей большой производительностью, объем данных многократно увеличится, и потребуются инструменты для их автоматической обработки. Необходимо будет получать первичную информацию со скоростью, превышающей скорость традиционного анализа, например, ручного. Существует достаточно большое количество классических подходов к решению этой задачи, но, к сожалению, они не универсальны. Чтобы ученые не тратили ценное экспериментальное время на промежуточный анализ полученных спектров, необходимый для принятия решения о дальнейшем ходе исследования, мы и создаем свое приложение. Важная часть данного продукта — нейронная сеть, перед которой поставлена задача идентифицировать пик и его область, после чего на конвейере производится его разложение по классическим алгоритмам, используемым в стандартных программных продуктах. Для удобства пользователей все эти компоненты объединены графическим интерфейсом, и у них нет никакой необходимости разбираться в коде. Все, что предлагается пользователю, — некоторая оболочка, в которую он может загрузить спектры РФЭС и на выходе получить готовую информацию. Важно, что есть возможность при этом объединять разные файлы и выбирать различные возможности выдачи информации, что в итоге приводит к значительному ускорению анализа спектров, — рассказала доцент  НГУ и старший научный сотрудник ФИЦ ИК СО РАН кандидат химических наук Анна Владимировна Нартова.

По материалам пресс-службы НГУ

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

«Благодаря беспрецедентно малому эмиттансу пучка электронов, порядка 75 пм рад (пикометров радиан), синхротрон СКИФ относится к установкам последнего поколения, “4+”, — прокомментировал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН и ЦКП «СКИФ» кандидат технических наук Виктор Дорохов. — Кроме эмиттанса у электронного сгустка есть и другие параметры, среди которых важное значение имеют поперечный и продольный размеры. И если поперечные размеры мы достаточно легко можем измерять, то с продольными размерами все сложнее, особенно в циклических ускорителях».

Каждый пучок электронов, инжектируемый в кольцо, состоит из сгустков. «В каком-то смысле пучок частиц, летающий по кольцу, похож на гирлянду, где каждая лампочка — сгусток, длиной всего несколько миллиметров», — сравнил Виктор Дорохов.

Для измерения длины пучка электронов  или продольного распределения заряда в пучке в большинстве циклических ускорителей используются бесконтактные оптические датчики. Эти диагностики относятся к неразрушающему типу. Их преимущество в том, что принцип работы этих устройств не подразумевает взаимодействия с пучком, а значит, процесс измерения происходит без потерь частиц из исследуемого объекта, и может проходить в непрерывном режиме в момент эксплуатации установки.

«Для измерения продольного распределения заряда в пучке, то есть длины пучка, в ускорителях широко используются стрик-камеры и диссекторы. По принципу действия и конструктивно эти устройства похожи, но все же не равнозначны, поэтому способны дополнять друг друга, — заметил Виктор Дорохов. —  Как правило, стрик-камера работает во время эксперимента, требующего однопролетного наблюдения. Она выключается по его окончании. А вот диссекторы работают в непрерывном режиме десятилетиями в процессе рутинной эксплуатации установок. Объединяя действие этих двух видов оборудования, мы получаем универсальный набор дополняющих друг друга средств диагностики».

Для синхротрона СКИФ и других проектов ИЯФ диссекторы нового поколения изготавливают специалисты ВНИИА им. Н.Л. Духова, они же изготовили и стрик-камеры. «Всего в ускорительном комплексе СКИФ будут работать три стрик-камеры — по одной в бустерном, накопительном кольце и в линейном ускорителе (линаке), и два диссектора — в бустерном и ускорительном кольце, — добавил Виктор Дорохов. — Три стрик-камеры готовы, одна уже работает в линаке. Диссекторы будут последовательно вводиться в строй одновременно с появлением пучка на установках комплекса ЦКП СКИФ. Данные диагностические устройства позволят нам наблюдать структуру пучка электронов и изучать продольное распределение заряда в пучке, циркулирующем по кольцу ускорителя, с предельным временным разрешением».

По материалам пресс-службы ИЯФ СО РАН

Фото предоставлены ВНИИА и Виктором Дороховым

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!

В условиях быстроразвивающихся технологий и внедрения новых методов производства конструкционных материалов с улучшенными свойствами, появляется необходимость контролировать их динамические свойства при проектировании изделий и конструкций, использующихся в энергетической и авиакосмической отраслях.

«Нас интересуют высокие скорости деформации, которые происходят при взрывных нагружениях, процессе кумуляции и высокоскоростных соударениях. Например, скорость столкновения корпуса спутника с каким-то космическим объектом может достигать 16 км/с. Такой же скорости может достигать кумулятивная струя, воздействующая на преграду. В изучении высокоскоростных процессов недостаточно представлений о статической прочности материалов, полученных на разрывных машинах при медленном нагружении образца или проведения численного моделирования процесса», — рассказывает научный сотрудник ИГиЛ СО РАН Вячеслав Халеменчук.

На сегодняшний день для воссоздания экстремальных нагрузок используются взрывные устройства или баллистические пушки (пневматические, пороховые, двухступенчатые), которые метают ударник со скоростью до 4 км/сек. Но такие установки имеют большие размеры (от 4 до 20 метров), дороги в использовании и сложны в эксплуатации на источнике СИ. Созданная компактная взрывная пушка может стать более дешевой и удобной в использовании альтернативой для проведения динамических экспериментов.

Взрывная пушка представляет собой компактный ствол длиной 40 мм и внешним диаметром 40 мм и ударник калибром 20 мм. Ударник вылетает из ствола под действием взрывчатого вещества. Ударный волновой фронт за доли секунды (на дистанции всего в пять миллиметров) разгоняет ударник до максимальной скорости. Образец, установленный на пучке СИ, разрушается под действием ударной волны от столкновения с ударником, а система диагностики в режиме реального времени анализирует, как материал нагревается, сжимается, разрушается под нагрузкой.

Эксперименты со взрывной пушкой планируется проводить внутри взрывной камеры или пулеулавливателя на станции Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») 1-3 «Быстропротекающие процессы».  Благодаря универсальному корпусу есть возможность проводить исследования одновременно четырьмя различными способами: методом синхротронного излучения, интерферометрической системой, методом сверхскоростной фоторегистрации, контактными методиками.

Для позиционирования экспериментальной сборки относительно пучка синхротронного излучения внутри взрывной камеры сотрудники ИГиЛ СО РАН разработали и изготовили юстировочное устройство, которое выдерживает подрыв 50 г взрывчатого вещества на расстоянии 100 мм, что можно сравнить со взрывом гранаты. Образцы взрывной пушки и система юстировки прошли испытания на источниках синхротронного излучения комплекса ВЭПП-4 в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.

По материалам пресс-службы ЦКП СКИФ

Больше информации по Академгородку 2.0 и СКИФ — в нашем Телеграм!