Разработана концепция учебно-исследовательской станции ЦКП «СКИФ» — различия между версиями

Версия 18:02, 6 февраля 2025

06.02.2025

Экспериментальная станция задумана максимально универсальной, многофункциональной, высокопроизводительной и удобной в использовании. Она будет использовать синхротронное излучение, полученное из поворотного магнита, который является неотъемлемой частью ускорительного комплекса. Такой подход позволит запустить станцию сразу после ввода в эксплуатацию магнитной структуры накопительного кольца.

«Планируется, что к 2035 году инфраструктура СКИФ будет включать до 30 станций, каждая из которых может иметь в составе несколько экспериментальных секций. Для того, чтобы в полной мере использовать возможности первого в России синхротронного источника четвертого поколения, необходимо быстро и эффективно подготавливать новых пользователей синхротрона, а также будущих ученых, которые будут обеспечивать функционирование станций (beamline scientists в англоязычной литературе) — нынешних студентов и аспирантов», — рассказал один из авторов концепции станции, научный сотрудник ЦКП «СКИФ», кандидат химических наук Денис Мищенко.

Станция предназначена для проведения исследований с использованием традиционных и наиболее востребованных синхротронных методов: XAS (рентгеновская абсорбционная спектроскопия); XRF (рентгеновская флуоресцентная спектроскопия) и XRD (рентгеновская дифракция), как порошковая, так и монокристальная, включая режим in situ. Проект реализуется в рамках партнерского соглашения между Институтом катализа СО РАН, СКИФ и Новосибирским государственным университетом.

«Для запуска учебно-исследовательской станции не потребуется сложных технических устройств генерации синхротронного излучения — вигглеров или ондуляторов. На ней будет использоваться излучение из поворотного магнита, который является неотъемлемой частью ускорительного комплекса. Все необходимое оборудование для этой станции уже приобретено в рамках реализации проекта по модернизации УНУ “Станция EXAFS-спектроскопии” Института катализа СО РАН, которая функционирует в составе Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения ИЯФ СО РАН. Так, обновлены системы детектирования и управления, модернизированы вакуумная система и система размещения оборудования. Сейчас оборудование частично эксплуатируется в СЦСТИ ИЯФ СО РАН, остальное ждет размещения в СКИФ. Таким образом, есть возможность запустить учебно-исследовательскую станцию в эксплуатацию одновременно со станциями первой очереди ЦКП «СКИФ», но в отличие от них эта станция не потребует сложных пуско-наладочных работ», — прокомментировал соавтор концепции станции, старший научный сотрудник ЦКП «СКИФ» и ИК СО РАН, кандидат физико-математических наук Андрей Сараев.

Цель станции — познакомить начинающих пользователей с повседневной работой: основными оптическими элементами, экспериментальными приборами, методами исследования. Планируется проведение занятий для студентов, включая семинары и лабораторные работы, также на станции смогут реализовывать свои исследовательские проекты аспиранты и докторанты. Кроме того, инфраструктура станции может быть использована и для других образовательных и научных программ: школ, курсов повышения квалификации, тематических конференций.

«Рекордная яркость СКИФ и универсальное оборудование позволят проводить исследования высокого качества. Установка такого уровня - новая веха в нашей науке. Нам необходимо давать возможность знакомиться с устройством станции, не мешая работе других исследователей», — отметил соавтор концепции, младший научный сотрудник ИК СО РАН, научный сотрудник ЦКП «СКИФ» Александр Селютин.

Концепция станции, предложенная коллективом авторов, содержит расчет оптимальной оптической схемы с использованием оборудования модернизированной УНУ «Станция EXAFS-спектроскопии» ИК СО РАН, расчеты тепловых нагрузок на кристалл монохроматора, также разработана система охлаждения монохроматора. Характеристики предложенной оптической схемы сопоставлены с некоторыми другими возможными вариантами, на основе чего предложен концепт развития станции после запуска.

Проект по модернизации и проведению исследований на уникальной научной установке (УНУ) «Станция EXAFS-спектроскопии» ИК СО РАН реализуется при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Соглашение № 075-15-2022-263).