Владимир Путин посетил станцию ТПУ на СКИФе — она готова на 100%

Президент России Владимир Путин 11 августа посетил Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) в наукограде Кольцово. Это ускоритель класса мегасайенс и один из крупнейших в стране проектов в области научно-исследовательской инфраструктуры с источником синхротронного излучения поколения 4+. Здесь ученые со всей страны и стран-партнеров смогут проводить передовые исследования по химии, физике, материаловедению и многим другим областям науки. Президент осмотрел "сердце" установки — накопитель, ряд научного оборудования, а также экспериментальную станцию "Микрофокус", создателем и интегратором которой выступил Томский политехнический университет. Это первая научная станция первой очереди ускорителя.

Располагается мегасайенс-установка в наукограде Кольцово Новосибирской области. В рамках первой очереди собрано семь экспериментальных станций СКИФа, всего до 2035 года планируется создать тридцать станций.

Томский политехнический университет в проекте Сибирского кольцевого источника фотонов выступает интегратором двух экспериментальных станций первой очереди — "Микрофокус" и "Электронная структура". Ученые и инженеры вуза выступили непосредственными проектировщиками станций, создателями целой линейки научного оборудования и координаторами работы большой команды специалистов российских вузов и институтов РАН, участвовавших в создании элементов станций.

«Создание и скорый запуск СКИФа — долгожданное событие для всего российского и мирового научного сообщества. По ряду параметров эта мегасайенс-установка в несколько раз превышает своих ближайших зарубежных конкурентов, что делает ее уникальным инструментом. Конечно, создание такого масштабного ускорителя как СКИФ потребовало консолидации усилий большого количества организаций и специалистов. Только в ТПУ над созданием СКИФа трудилось более 250 человек. Это большая команда инженеров, конструкторов, проектировщиков, физиков, айтишников, металлургов и специалистов других областей. В течение четырех лет, с момента вхождения ТПУ в проект, они вместе с партнерами работали над созданием научного оборудования, конструкторской документацией, инженерных и конструкторских решений. Сегодня обе станции ТПУ — „Микрофокус“ и „Электронная структура“ на 100 % готовы к эксплуатации и выполнению передовых исследований на благо науки и промышленности России»,

– отметил и.о. ректора ТПУ Леонид Сухих.

Так, на станции "Микрофокус", представленной главе государства, ученые будут проводить исследования свойств и состава материалов самого разного применения. Задача станции — собрать мощный рентгеновский пучок синхротронного источника в фокусное пятно размером до 200 нанометров (это в 500 раз тоньше человеческого волоса) и при желании уменьшить его еще в четыре раза. Это позволит не просто получать рекордно точные данные о материалах, но и наблюдать за протекающими внутри них процессами в режиме реального времени. На проведение такого анализа потребуется от недели до месяца, ранее аналогичные исследования занимали больше года.

Партнерами Томского политеха в создании научно-экспериментального оборудования для станции "Микрофокус" стали Новосибирский государственный технический университет (НГТУ НЭТИ), Институт физики микроструктур РАН, Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН и многие другие. Всего ТПУ привлек более 150 партнеров из числа высокотехнологичных компаний, научных институтов и вузов Калининграда, Белгорода, Нижнего Новгорода, Новосибирска, Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга и других городов. Томский политех выступил также в роли интегратора.

Вместе ТПУ и партнеры создали для "Микрофокуса" 20 новых научных устройств и систем. Среди них — многоканальная система цифровой обработки сигналов, рентгеновский микроскоп X-ray eye, кристальный монохроматор, двухзеркальный монохроматор и система фокусировки, преломляющие линзы и трасфокаторы на их основе, и многое другое. Многие разработки являются импортозамещающими и не имеют аналогов в мире.

«Создание СКИФа стало самой нетривиальной задачей, которую решала большая команда ученых и инженеров со всей страны. В этой мегасайенс-установке собраны уникальные технологии. Например, для станции "Микрофокус" были изготовлены монохроматоры с кристаллами длиной 200 мм. Они должны быть настолько отполированными, что неровность поверхности должна составлять один атом. Только для того, чтобы отполировать кристалл такой длины, была создана дополнительная установка. Еще один пример — программное обеспечение, которое разработали в ТПУ. За час-полтора работы на СКИФе будут вырабатываться терабайты данных, которые наши алгоритмы смогут обработать на лету. Эти и многие другие разработки дали толчок к развитию дополнительных проектов-спутников, которые позволят по многим областям развивать передовые технологии»,

– отмечает проректор по науке и стратегическим проектам ТПУ Алексей Гоголев.

На станции "Электронная структура" ученые смогут проводить исследования поверхности наноматериалов, катализаторов и устройств современной микро- и наноэлектроники. Для создания оборудования станции ТПУ привлек 10 компаний и научных институтов из Москвы, Санкт-Петербурга, Екатеринбурга и других городов России. В зоне ответственности вуза — монтаж научного оборудования и инженерных конструкций.

Еще один вклад Томского политеха в создание СКИФа — разработка радиационных защитных боксов (хатчей), которые обеспечат безопасность ученых во время экспериментов. Всего ТПУ разработал шесть контрольных кабин для пяти экспериментальных станций СКИФа, а также 12 хатчей. Общий вес конструкций — более 600 тонн. Размер каждого хатча различен и может достигать в длину до 18 метров, в высоту — до 4,5 метра и в глубину — до 5 метров. Ранее в России не было производителей подобного оборудования.

Ученые ТПУ также разработали уникальное программное обеспечение для СКИФа. Например, ПО для томографического сканирования образцов керна позволит делать пред- и пост-обработку первичных данных, реконструировать образец разными методами и получать его количественные характеристики. Для полного спектра исследований достаточно всего 7-14 дней, за это время можно "отсканировать" более 300 образцов. 

За вклад в создание научного оборудования СКИФа ученые и инженеры ТПУ награждены благодарностями Минобрнауки России.