Ученые ТПУ разработали ПО для нескольких типов экспериментов для СКИФа
Станция «Микрофокус» — это первая во внутренней нумерации проекта и третья по очередности запуска в производство станция СКИФ. Благодаря продвинутой системе фокусировки рентгеновского пучка она позволит исследовать микрообъекты размером до 200 нанометров, а ее специализацией станет рентгеновская микроскопия и микротомография, совмещенные с высокоразрешающим сканирующим рентгенофлуоресцентным анализом и структурными исследованиями кристаллов под высокими давлениями. Общий вес будущей установки — более 120 тонн, ее стоимость оценивается в более чем 1 млрд рублей.
Синхротронные источники, такие как СКИФ, позволяют раздвинуть границы технологии цифрового керна и увидеть намного большее. Это совсем не означает, что можно отказаться от лабораторных томографов. Наоборот, совместное использование лабораторных и мегасайнс установок позволяет кратно повысить эффективность и производительность исследований. В данном случае на роль лабораторных микротомографов выпадает рутинная томография всего кернового материала для отбора образцов к исследованию на синхротронном пучке. Такой подход позволит кратно сократить стоимость исследований керна, а также уменьшить время сканирования до 25 раз и увеличить скорость – в более чем в 300 раз, — говорит проректор по науке и стратегическим проектам ТПУ Алексей Гоголев.
Программное обеспечение построено по модульному принципу. Это позволит делать пред- и пост-обработку первичных проекционных данных с использованием базовых и специализированных фильтров, реконструкцию томографического объема разными методами, а также на основе результатов томографии производить расчеты количественных характеристик исследуемого образца (объем пор, площадь пор горловин и каверн, их распределение по объему, площади, диаметру, сферичности, соединенности, направленности).
Кроме того, программный продукт дает возможность интегрировать его с модулями моделирования и вспомогательных инструментов для интерактивного анализа и калибровки оборудования.
«При совместном использовании лабораторных томографов и синхротрона СКИФа можно будет отрабатывать 25 образцов в день. Создание комплексного цифрового двойника на лабораторных томографах обычно длится не менее семи дней и стоит около миллиона рублей. Такие стоимости и длительности исследований не позволяют изучить и набрать репрезентативную выборку за разумные сроки и деньги. Новое программное обеспечение позволит проводить полный спектр исследований образцов керна на синхротроне СКИФа за 7-14 дней, за это время можно отсканировать более 300 образцов», — добавляет Алексей Гоголев.
Добавим, Томский политех вместе с партнерами занимается созданием двух станций СКИФа – «Микрофокус» и «Электронная структура», а также ограничительных конструкций (хатчей) для других станций.
Справка
Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» Института катализа СО РАН — проект класса мегасайенс с синхротроном поколения «4+».
Центр представляет собой комплекс из 34 зданий и сооружений, а также инженерного и технологического оборудования, обеспечивающий выполнение научных исследований на пучках синхротронного излучения.
Уникальные характеристики нового синхротрона позволят проводить передовые исследования с яркими и интенсивными пучками рентгеновского излучения во множестве областей — химии, физике, материаловедении, биологии, геологии, гуманитарных науках. Также СКИФ поможет решить актуальные задачи инновационных и промышленных предприятий.
Сибирский кольцевой источник фотонов создается в рамках национального проекта «Наука и университеты» для развития современной отечественной сети источников синхротронного излучения нового поколения в России.
Источник: Служба новостей ТПУ