Ученые и инженеры ТПУ: «Каждое инженерное решение для СКИФа уникально»
11 августа Президент России Владимир Путин посетил СКИФ — ускоритель класса мегасайенс и один из крупнейших в стране проектов в области научно-исследовательской инфраструктуры с источником синхротронного излучения поколения 4+. Глава государства 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.
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.
«Для России СКИФ — уникальный опыт. Давно у нас не делали таких больших установок. Это огромный плюс для промышленности, геологов, материаловедов. Все наши ребята, которые занимаются наукой в Политехе и других вузах, получат возможность иметь под боком синхротрон 4+»,
Станция «Микрофокус», которую посетил Владимир Путин, предназначена для проведения исследований 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.
«Синхротрон отличается от других монохроматических источников тем, что излучения очень много. Яркость на десятки порядков больше, чем у любой рентгеновской трубки. Если в лаборатории мы делаем микротомографию за два-три часа, то на синхротроне это могут быть секунды — и мы можем буквально в реальном времени делать анализ структур. Это то, что недостижимо в обычной лаборатории», — объясняет инженер-программист Научно-образовательного центра перспективных исследований ТПУ Сергей Чистяков.
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.
«Изначально Томский политех участвовал в конкурсе эскизных проектов внутри СКИФа со своей станцией „Микрофокус“. Мы разработали эскизный проект, и он выиграл. К нам обратились коллеги из институтов Российской академии наук с просьбой также взять производство станций для них. Получается, мы проектировали четыре такие конструкции, а непосредственно в Юрге изготавливали две и монтировали каркас еще двух», — рассказал директор Юргинского технологического института (филиал ТПУ — прим.) Сергей Солодский.
Он добавил, что почти каждое инженерное решение, используемое в хатчах, было нестандартным из-за необходимости обеспечить максимальную защиту для персонала. Например, из-за излучения нельзя было использовать обычные двери, окна, вентиляционные трубы. А стены защитных боксов — это сложный конструктивный элемент, состоящий из нескольких слоев: свинца, стали и других элементов, призванных защищать людей и оборудование от жесткого рентгеновского излучения.
«Мы со свинцом никогда не работали. Как варить металл, собирать колонну — понимали. А как защитить свинцом, разложить так, чтобы все работало — задача нетривиальная», — признается доцент Юргинского технологического института Максим Кузнецов.
Полный текст статьи читайте по ссылке.
Источник: Служба новостей ТПУ