Специалисты Института ядерной физики имени Г.И. Будкера Сибирского отделения РАН (ИЯФ СО РАН) успешно завершили разработку и изготовление 66 октупольных магнитов для Европейского центра синхротронного излучения (ESRF). Эти современные устройства станут ключевым элементом новой магнитной системы, призванной увеличить светимость источника синхротронного излучения (СИ) более чем в тридцать раз. Сумма контракта достигла 820 тысяч евро, что подчеркивает масштаб и значимость этого международного проекта.
Важность обновления магнитной структуры ESRF
Европейский центр синхротронного излучения, базирующийся в Гренобле во Франции, признан ведущим научным комплексом, который генерирует мощный поток синхротронного излучения. Основу комплекса составляет синхротрон с энергией электронов 6 ГэВ, оснащенный многочисленными каналами вывода СИ. В настоящее время в ESRF проводится масштабная модернизация, целью которой является модернизация всей магнитной структуры большого кольца ускорителя. В результате обновления ожидается значительное улучшение характеристик электронного пучка и, как следствие, расширение исследовательских возможностей станции.
Изготовление современных октупольных магнитов в ИЯФ СО РАН
Для новых инженерных решений магнитной системы были разработаны партии электромагнитных октупольных линз. Главная роль этих устройств сводится к корректировке сложного нелинейного движения электронного пучка внутри ускорителя. Каждый магнит массой около 200 кг обладает гарантированной долговечностью — оборудование рассчитано на долгие десятилетия бесперебойной работы. Для обеспечения надежности предусмотрено наличие комплектов запасных элементов.
Кроме магнитов, созданных в России, другие элементы системы были изготовлены в различных странах-участниках международного проекта ESRF. Тем не менее именно инженерная команда из ИЯФ СО РАН несет ответственность за сборку единой магнитной системы, объединяя усилия коллег из разных научных коллективов. Масштабная сборка стартовала осенью 2017 года и планируется к завершению в 2018 году. После этого работа центра будет временно приостановлена, чтобы специалисты во Франции смогли интегрировать новую систему в ускорительный тоннель и произвести апгрейд экспериментальных станций под новые параметры ускорителя.
Как усиленная яркость скажется на научных исследованиях
В технологическом контексте главными характеристиками источников СИ выступают яркость и эмиттанс — фазовый объем электронного пучка. Чем меньше эмиттанс, тем выше выдаваемая яркость, а это, в свою очередь, открывает пользователям уникальные возможности. Повышенная яркость обеспечивает более точное исследование образцов, а также позволяет работать с меньшим количеством исследуемого вещества, что важно для химических, биологических, медицинских и материаловедческих задач. В результате реализации проекта горизонтальный эмиттанс уменьшится в тридцать и более раз, а интенсивность источника значительно возрастет. Такой технологический скачок предоставит пользователям доступ к более тонким структурам вещества, позволяя проводить эксперименты на атомарном уровне с невиданной ранее точностью.
Значение проекта для международного научного сообщества
ESRF был введен в строй в середине девяностых годов благодаря усилиям 19 государств. В 2014 году Россия официально присоединилась к консорциуму, получив возможность координировать собственную исследовательскую программу с помощью Национального исследовательского центра Курчатовский институт. Сегодня комплекс объединяет более сорока пользовательских станций, доступных для ученых из различных областей — от физики и химии до археологии и медицины. Эксперименты здесь проводят не только представители классической академической науки, но и сотрудники ведущих промышленных компаний, включая предприятия из фармацевтического, нефтяного сектора и высокотехнологичных отраслей.
Международное сотрудничество в рамках ESRF способствует развитию новых методов диагностики и анализа вещества, а также открывает возможности для синтеза новых материалов и молекул, что особенно актуально для передовых технологий и медицины. РФ участвует в проектах наравне с другими государствами, предоставляя уникальные инженерные и научные решения, укрепляя международную научно-техническую интеграцию.
Поддержка инноваций и дальнейшее развитие
Текущая деятельность по созданию и внедрению новых магнитных систем проводится при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках Федеральной целевой программы по развитию научно-технологического комплекса страны за 2014-2020 годы. Такое внимание со стороны государственных структур свидетельствует о признании важности синхротронных исследований для будущего науки и технологий России.
Реализация контрактов и техническая интеграция новых решений, созданных ИЯФ СО РАН, иллюстрирует успешный пример эффективной работы отечественных институтов по заказу крупнейших международных научных центров. Эти достижения не только повышают престиж российской науки, но и непосредственно способствуют внедрению новейших технологий на мировой арене.
Сотрудничество между ИЯФ СО РАН, ESRF и Национальным исследовательским центром Курчатовский институт продолжает расширяться, открывая новые горизонты для передовых экспериментов и инновационных открытий на благо всего международного научного сообщества.
Источник: scientificrussia.ru
