Лабораторный комплекс

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).

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.

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

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.