Лабораторный комплекс — различия между версиями

Материал из srf-skif
Перейти к: навигация, поиск
(Новая страница: «center|1100px center»)
 
Строка 1: Строка 1:
−
[[Файл:lk1.png|center|1100px]]
+
[[Файл:lk1.png|center|800px]]
 +
 
 +
Многолетний непосредственный опыт работы с пользователями синхротронного излучения в ЦКП СЦСТИ ИЯФ,  а также опыт работы других, в том числе зарубежных центрах синхротронных исследований показывает, что для обеспечения полноценной исследовательской работы кроме ускорительного кольца, каналов вывода СИ и экспериментальных станций необходимо наличие развитой инфраструктуры вспомогательных лабораторий (так называемых SUPPORT LABS).
 +
 
 +
[[Файл:lk2.png|left|300px]]
 +
В примыкающем к основному зданию крыле (двухэтажном с подвалом) будет размещен комплекс подготовленных помещений, оснащенный оборудованием для пробоподготовки, проведения комплементарных исследований, а также офисные и учебные, складские и вспомогательные помещения. Задачи этого комплекса – поддержка работы пользователей синхротрона. Здесь будут решаться задачи подготовки к работе на синхротроне – пробоподготовка, экспресс-исследования с целью отбора проб, локализации области исследований и получения первичной информации об объектах.
 +
 
 +
Задачи ЛК – всесторонняя поддержка работы пользователей синхротрона и расширение возможностей исследований:<br/>
 +
<div>
 +
* Сервисная поддержка синхротрона и станций, пробоподготовка,
 +
* экспресс-исследования с целью отбора проб, локализации области исследований и получения первичной информации об объектах.
 +
* Лабораторные приборы, программное обеспечение и методики используемые в лабораторном комплексе будут соответствовать методикам и  аппаратным решениям используемым на станциях СИ, это расширяет возможности обучения практической экспериментальной работе студентов и новых пользователей.
 +
* Создание комфортных условий для работы персонала и пользователей в режиме 24/7.
 +
</div>
 +
 
 +
[[Файл:lk3.png|left|300px]]
 +
Лабораторный корпус разбит на участки. Оборудование группируется по функциональному назначению, пользователям предлагается организовать необходимый технологический маршрут с использованием оборудования различных участков. Пользователям будет предоставляться возможность самостоятельной работы на оборудовании после обучения и под контролем персонала ЛК
 +
 +
[[Файл:lk4.png|800px]]
 +
 
 +
''План 1-го этажа ЛК.''
 +
 
 +
На первом этаже и в подвальном помещении размещаются лаборатории поддержки. Второй этаж предназначен для размещения офисных помещений персонала ЛК и пользователей СИ, комнаты для переговоров, учебные аудитории для студентов и компьютерные классы, оснащенные программным обеспечением, соответствующим используемому на станциях СИ и лабораторных приборах для унификации обучения, рекреационная зона для отдыха персонала, необходимая в условиях посменной круглосуточной работы в режиме 24/7.
 +
 
 +
В составе лабораторного комплекса планируются следующие участки:
 +
 
 +
{| class="wikitable" style="text-align: left; "
 +
|1
 +
|Участок механической обработки и пробоподготовки
 +
|Оборудование Участка механической обработки и пробоподготовки может быть использовано как при доработке элементов ускорительного комплекса и пользовательской инфраструктуры первой и второй очереди, так и быть встроено в цикл проведения исследований на СИ.
 +
 
 +
В процессе исследовательских работ на станциях СИ будет возникать потребность в оперативном изготовлении держателей образцов, детекторов и других сменных элементов, вспомогательных устройств и т.п.
 +
 
 +
Подготовка геологических, материаловедческих и подобных образцов нуждается в прецизионной резке, шлифовке, полировке, напрессовывании образцов на этапе пробоподготовки.
 +
 
 +
Для решения этих задач Участок механической обработки и пробоподготовки предполагается оснастить разноплановым оборудованием (в том числе ручные и ЧПУ станки,3D принтеры, прессы, шлифовальные машины) для обработки металлических, полимерных изделий и образцов природного происхождения (геология, археология).
 +
 
 +
Так же на этом участке планируется сектор для сборки и тестирования вакуумных узлов, оснащенный установками сварки, получения и контроля вакуума.
 +
 
 +
|-
 +
|2
 +
|Участок томографии
 +
|При работе с лабораторными животными (мышами) для локализации области воздействия, для исследования результатов воздействия облучения на внутренние органы животных, в том числе для сравнения до и после облучения хорошо зарекомендовали себя в среде биологов-исследователей ЯМР и оптические томографы, которыми планируется оснастить Участок томографии. Наличие таких установок в непосредственной близости со станцией СИ обусловлено необходимостью минимизировать время между подготовкой, облучением и исследованием животных, а также исключением транспортировки животных, связанной с рисками для их здоровья.
 +
|-
 +
|3
 +
|Участок химической подготовки
 +
|Участок предполагается оснастить оборудованием и расходными материалами для проведения химической обработки образцов в органических растворителях, щелочах и кислотах в ходе пробоподготовки и после облучения. Оборудование Участка будет использоваться в маршрутных картах (или производственных процессах) различных исследований на станциях 1-й и 2-й очереди.
 +
|-
 +
|4
 +
|Участок пробоподготовки макромолекулярной кристаллографии
 +
|Оборудование Участка будет частью технологического процесса исследований структуры кристаллов биополимеров на Станции 1-1 «Микрофокус» и ряде станций второй очереди. Специфические требования к помещению (температура 4 и 17 градусов, контроль влажности и потоков воздуха) определяют требования к расположению оборудования для выращивания белковых кристаллов в подвале Лабораторного корпуса. В состав участка планируется включить оборудование для подготовки растворов, робот для раскапывания проб, центрифуги, дифрактометр для первичного отбора образцов и т.п. Многие белковые кристаллы имеют время жизни порядка нескольких часов и непригодны к транспортировке, что обуславливает требование оснащения этого Участка вблизи исследовательской станций 1-1.
 +
|-
 +
|5
 +
|Участок исследований функциональных свойств покрытий
 +
|Исследование механических свойств, фазового состава, морфологии порошков, покрытий и функциональных материалов является объектом исследования практически на всех станциях СИ в интересах широкого круга пользователей от ВУЗов и НИИ до предприятий производителей новых материалов. Участок предполагается задействовать в технологическом процессе в сочетании с исследованиями внутренней структуры образцов на СИ, дополнительными исследованиями прочностных и функциональных свойств образцов, что позволит получить комплексные результаты, отражающие влияние различных внешних воздействий на структуру образцов и связь этого с эксплуатационными характеристиками.
 +
|-
 +
|6
 +
|Участок спектроскопии
 +
|Участок, оснащенный спектрометрами УФ-, видимого и ИК-диапазона и спектроскопии комбинационного рассеяния предполагается включить в технологический процесс исследований на станции 1-4 для предварительного отбора из большого потока образцов, здесь же будет проводиться подготовка образцов к исследованиям на всех экспериментальных станциях.
 +
|-
 +
|7
 +
|Участок дифрактометрии
 +
|Участок, оснащенный порошковым, монокристальным и универсальным дифрактометрами предполагается включить в технологический процесс исследований для предварительной характеризации структуры образцов, а также их отбора с использованием климатических и температурных камер. Важная роль лабораторных дифрактометров – обучение студентов и персонала приемам работы перед допуском к работам на СИ.
 +
|-
 +
|8
 +
|Участок термического анализа
 +
|Установки термогравиметрического анализа и дифференциально-сканирующей калориметрии предполагается включить в технологические процессы материаловедческих исследований, дополняя исследования на СИ, в части контроля состояния образов до и после облучения.
 +
|-
 +
|9
 +
|Участок микроскопии
 +
|Микроскопические исследования включены в большинство технологических процессов на этапах пробоподготовки или исследования результатов воздействия СИ на образцы. Участок предполагается оснастить комплексом микроскопов: оптическими; рамановским и атомно-силовым микроскопом; электронными микроскопами, предназначенными для получения микроизображений и исследования состава и структуры поверхности образца посредством специальных приставок, в том числе с возможностью использования двулучевой системы с ионным пучком для исследования внутренней структуры образов. Комплект различных микроскопов позволит предоставить пользователям возможности для всестороннего изучения образцов дополнительно к исследованиям на СИ.
 +
|-
 +
|10
 +
|Вакуумно-технологический участок
 +
| Технологические процессы напыления в вакууме могут быть включены в процедуру пробоподготовки для различных исследований, а также для формирования покрытия рентгенооптических элементов, тонких пленок (спектральных фильтров или рентгеновских зеркал).
 +
|-
 +
|11
 +
|Участок микроструктурной технологии
 +
| Участок необходим для обеспечения работы станции 2-й очереди «рентгеновская литография» и предполагается, что включит в себя оборудование для подготовки подложек, нанесения и проявления резистивных слоев, удаления остатков резиста из готовых структур, а также установку для литографического изготовления рентгеношаблонов.
 +
|-
 +
|12
 +
|Центр обработки данных (ЦОД)
 +
|Хранение и обработка большого объема экспериментальных данных, ожидаемого при проведении экспериментов на СИ с высоким пространственным разрешением, численное моделирование экспериментов, в том числе учебные программы – симуляторы обуславливают необходимость ЦОД при ЦКП «СКИФ».
 +
|-
 +
|13
 +
|Участок хранения ЛВЖ, баллонов и газораспределения
 +
|Безопасная организация работ с химическими реагентами и баллонами под давлением требует оснащения специального помещения – пристройки для хранения в необходимых количествах газов и реактивов для обеспечения проведения различных экспериментов и пробоподготовки.
 +
|-
 +
|14
 +
|Подсобные помещения и помещения хранения
 +
|Размещение инженерного и вспомогательного оборудования (насосы, компрессоры, инженерные коммутации) Хранение материалов, заготовок, узлов оборудования и запасных частей.
 +
|}
 +
 
 +
Симбиоз между лабораторным комплексом и синхротроном, обеспечивающий максимальную эффективность работы наших пользователей можно проиллюстрировать на примере исследования свойств конструкционных материалов и соединений.
 +
 
 +
[[Файл:lk5.png|center]]
  
 
[[Файл:lk.png|center]]
 
[[Файл:lk.png|center]]

Версия 10:17, 14 апреля 2019

Lk1.png

Многолетний непосредственный опыт работы с пользователями синхротронного излучения в ЦКП СЦСТИ ИЯФ, а также опыт работы других, в том числе зарубежных центрах синхротронных исследований показывает, что для обеспечения полноценной исследовательской работы кроме ускорительного кольца, каналов вывода СИ и экспериментальных станций необходимо наличие развитой инфраструктуры вспомогательных лабораторий (так называемых SUPPORT LABS).

Lk2.png

В примыкающем к основному зданию крыле (двухэтажном с подвалом) будет размещен комплекс подготовленных помещений, оснащенный оборудованием для пробоподготовки, проведения комплементарных исследований, а также офисные и учебные, складские и вспомогательные помещения. Задачи этого комплекса – поддержка работы пользователей синхротрона. Здесь будут решаться задачи подготовки к работе на синхротроне – пробоподготовка, экспресс-исследования с целью отбора проб, локализации области исследований и получения первичной информации об объектах.

Задачи ЛК – всесторонняя поддержка работы пользователей синхротрона и расширение возможностей исследований:

  • Сервисная поддержка синхротрона и станций, пробоподготовка,
  • экспресс-исследования с целью отбора проб, локализации области исследований и получения первичной информации об объектах.
  • Лабораторные приборы, программное обеспечение и методики используемые в лабораторном комплексе будут соответствовать методикам и аппаратным решениям используемым на станциях СИ, это расширяет возможности обучения практической экспериментальной работе студентов и новых пользователей.
  • Создание комфортных условий для работы персонала и пользователей в режиме 24/7.
Lk3.png

Лабораторный корпус разбит на участки. Оборудование группируется по функциональному назначению, пользователям предлагается организовать необходимый технологический маршрут с использованием оборудования различных участков. Пользователям будет предоставляться возможность самостоятельной работы на оборудовании после обучения и под контролем персонала ЛК

Lk4.png

План 1-го этажа ЛК.

На первом этаже и в подвальном помещении размещаются лаборатории поддержки. Второй этаж предназначен для размещения офисных помещений персонала ЛК и пользователей СИ, комнаты для переговоров, учебные аудитории для студентов и компьютерные классы, оснащенные программным обеспечением, соответствующим используемому на станциях СИ и лабораторных приборах для унификации обучения, рекреационная зона для отдыха персонала, необходимая в условиях посменной круглосуточной работы в режиме 24/7.

В составе лабораторного комплекса планируются следующие участки:

1 Участок механической обработки и пробоподготовки Оборудование Участка механической обработки и пробоподготовки может быть использовано как при доработке элементов ускорительного комплекса и пользовательской инфраструктуры первой и второй очереди, так и быть встроено в цикл проведения исследований на СИ.

В процессе исследовательских работ на станциях СИ будет возникать потребность в оперативном изготовлении держателей образцов, детекторов и других сменных элементов, вспомогательных устройств и т.п.

Подготовка геологических, материаловедческих и подобных образцов нуждается в прецизионной резке, шлифовке, полировке, напрессовывании образцов на этапе пробоподготовки.

Для решения этих задач Участок механической обработки и пробоподготовки предполагается оснастить разноплановым оборудованием (в том числе ручные и ЧПУ станки,3D принтеры, прессы, шлифовальные машины) для обработки металлических, полимерных изделий и образцов природного происхождения (геология, археология).

Так же на этом участке планируется сектор для сборки и тестирования вакуумных узлов, оснащенный установками сварки, получения и контроля вакуума.

2 Участок томографии При работе с лабораторными животными (мышами) для локализации области воздействия, для исследования результатов воздействия облучения на внутренние органы животных, в том числе для сравнения до и после облучения хорошо зарекомендовали себя в среде биологов-исследователей ЯМР и оптические томографы, которыми планируется оснастить Участок томографии. Наличие таких установок в непосредственной близости со станцией СИ обусловлено необходимостью минимизировать время между подготовкой, облучением и исследованием животных, а также исключением транспортировки животных, связанной с рисками для их здоровья.
3 Участок химической подготовки Участок предполагается оснастить оборудованием и расходными материалами для проведения химической обработки образцов в органических растворителях, щелочах и кислотах в ходе пробоподготовки и после облучения. Оборудование Участка будет использоваться в маршрутных картах (или производственных процессах) различных исследований на станциях 1-й и 2-й очереди.
4 Участок пробоподготовки макромолекулярной кристаллографии Оборудование Участка будет частью технологического процесса исследований структуры кристаллов биополимеров на Станции 1-1 «Микрофокус» и ряде станций второй очереди. Специфические требования к помещению (температура 4 и 17 градусов, контроль влажности и потоков воздуха) определяют требования к расположению оборудования для выращивания белковых кристаллов в подвале Лабораторного корпуса. В состав участка планируется включить оборудование для подготовки растворов, робот для раскапывания проб, центрифуги, дифрактометр для первичного отбора образцов и т.п. Многие белковые кристаллы имеют время жизни порядка нескольких часов и непригодны к транспортировке, что обуславливает требование оснащения этого Участка вблизи исследовательской станций 1-1.
5 Участок исследований функциональных свойств покрытий Исследование механических свойств, фазового состава, морфологии порошков, покрытий и функциональных материалов является объектом исследования практически на всех станциях СИ в интересах широкого круга пользователей от ВУЗов и НИИ до предприятий производителей новых материалов. Участок предполагается задействовать в технологическом процессе в сочетании с исследованиями внутренней структуры образцов на СИ, дополнительными исследованиями прочностных и функциональных свойств образцов, что позволит получить комплексные результаты, отражающие влияние различных внешних воздействий на структуру образцов и связь этого с эксплуатационными характеристиками.
6 Участок спектроскопии Участок, оснащенный спектрометрами УФ-, видимого и ИК-диапазона и спектроскопии комбинационного рассеяния предполагается включить в технологический процесс исследований на станции 1-4 для предварительного отбора из большого потока образцов, здесь же будет проводиться подготовка образцов к исследованиям на всех экспериментальных станциях.
7 Участок дифрактометрии Участок, оснащенный порошковым, монокристальным и универсальным дифрактометрами предполагается включить в технологический процесс исследований для предварительной характеризации структуры образцов, а также их отбора с использованием климатических и температурных камер. Важная роль лабораторных дифрактометров – обучение студентов и персонала приемам работы перед допуском к работам на СИ.
8 Участок термического анализа Установки термогравиметрического анализа и дифференциально-сканирующей калориметрии предполагается включить в технологические процессы материаловедческих исследований, дополняя исследования на СИ, в части контроля состояния образов до и после облучения.
9 Участок микроскопии Микроскопические исследования включены в большинство технологических процессов на этапах пробоподготовки или исследования результатов воздействия СИ на образцы. Участок предполагается оснастить комплексом микроскопов: оптическими; рамановским и атомно-силовым микроскопом; электронными микроскопами, предназначенными для получения микроизображений и исследования состава и структуры поверхности образца посредством специальных приставок, в том числе с возможностью использования двулучевой системы с ионным пучком для исследования внутренней структуры образов. Комплект различных микроскопов позволит предоставить пользователям возможности для всестороннего изучения образцов дополнительно к исследованиям на СИ.
10 Вакуумно-технологический участок Технологические процессы напыления в вакууме могут быть включены в процедуру пробоподготовки для различных исследований, а также для формирования покрытия рентгенооптических элементов, тонких пленок (спектральных фильтров или рентгеновских зеркал).
11 Участок микроструктурной технологии Участок необходим для обеспечения работы станции 2-й очереди «рентгеновская литография» и предполагается, что включит в себя оборудование для подготовки подложек, нанесения и проявления резистивных слоев, удаления остатков резиста из готовых структур, а также установку для литографического изготовления рентгеношаблонов.
12 Центр обработки данных (ЦОД) Хранение и обработка большого объема экспериментальных данных, ожидаемого при проведении экспериментов на СИ с высоким пространственным разрешением, численное моделирование экспериментов, в том числе учебные программы – симуляторы обуславливают необходимость ЦОД при ЦКП «СКИФ».
13 Участок хранения ЛВЖ, баллонов и газораспределения Безопасная организация работ с химическими реагентами и баллонами под давлением требует оснащения специального помещения – пристройки для хранения в необходимых количествах газов и реактивов для обеспечения проведения различных экспериментов и пробоподготовки.
14 Подсобные помещения и помещения хранения Размещение инженерного и вспомогательного оборудования (насосы, компрессоры, инженерные коммутации) Хранение материалов, заготовок, узлов оборудования и запасных частей.

Симбиоз между лабораторным комплексом и синхротроном, обеспечивающий максимальную эффективность работы наших пользователей можно проиллюстрировать на примере исследования свойств конструкционных материалов и соединений.

Lk5.png
Lk.png
Источник — «http://srf-skif.ru/index.php?title=Лабораторный_комплекс&oldid=263»