ЧТО ТАКОЕ «СИРИУС»?
Синхротрон «Сириус» — кольцевой электронный ускоритель в СССР, в 60-70-х годах прошлого века входил в десятку крупнейших синхротронов мира. Являлся ускорителем первого поколения со слабой фокусировкой. Был построен и запущен в эксплуатацию в 1965 году, располагался в 11-м корпусе Томского политеха. Общий вес установки — порядка 240 тонн, а мощность — 1,5 ГэВ.
«Синхротрон «Сириус» разрабатывался и создавался в институте, принадлежавшем Минвузу РСФСР. Другие ускорители подобного класса, например, в Ереване и Харькове, были созданы под эгидой Госкомитета по атомной энергии, а близкий по параметрам ускоритель «ПАХРА» был запущен в эксплуатацию в академическом институте в Москве позднее. Поэтому многие вопросы получения и изготовления узлов ускорителя тогда решались на основе авторитета и связей ректора ТПИ Александра Акимовича Воробьева. Будучи физиком, он понимал важность создания ускорителя такого класса в Томске. Это могло привлечь высококвалифицированных специалистов из других городов России и поднять уровень физического образования в вузе. В этом он оказался прав: для исследований на «Сириусе» в Томск начали приезжать физики – выпускники МГУ, Воронежского, Ростовского, Ужгородского университетов и другие ученые», — поясняет профессор-консультант Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политеха Александр Потылицын. С 1980 по 1995 год он работал заведующим лабораторией № 11 Научно-исследовательского института ядерной физики, которая проводила исследования на синхротроне.
ЗАЧЕМ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАЛИ?
На синхротроне проводился большой объем фундаментальных исследований по физике ускорения заряженных частиц, физике ядра и элементарных частиц, физике твердого тела. Первый значимый результат на пучке синхротрона — измерение жизни пи-ноль мезона.
В 1985 году физики университета на синхротроне «Сириус» экспериментально обнаружили параметрическое рентгеновское излучение. Ряд результатов, полученных на синхротроне «Сириус», по фотообразованию мезонов, ондуляторному излучению, излучению в кристаллах до сих пор цитируются в научной литературе.В это время ТПИ установил научные связи с Объединенным институтом ядерных исследований (Дубна): каждый год наши студенты ездили туда на практику и дипломирование. Совместными усилиями в 1970 году в Томске была проведена Школа для молодых ученых по физике электромагнитных процессов, на которой лекторами выступали известные исследователи, в том числе нобелевский лауреат Павел Алексеевич Черенков (за открытие эффекта Вавилова-Черенкова — ред.),
ЧТО С СИРИУСОМ СЕЙЧАС?
В 2008 году произошла остановка эксплуатации синхротрона. Это случилось, во-первых, из-за того, что параметры электронного пучка перестали соответствовать мировому уровню. Во-вторых, при проектировании синхротрона не обращали внимание на энергоемкость, что впоследствии привело к непомерным расходам на электроэнергию.
«В 60-80-х годах прошлого века в мире эксплуатировалось три синхротрона одного класса — в Италии (Национальная лаборатория Фраскати), Японии (Токийский университет) и у нас в Томском политехе. По мере появления новых технологических решений строились новые ускорители. Их параметры существенно превосходили параметры этих синхротронов. В начале 80-х годов был выведен из эксплуатации синхротрон в Италии, в 1998 году — в Японии. Исследования там начали проводиться на современном оборудовании», — поясняет ученый.
Решение о демонтаже синхротрона «Сириус» в Томском политехе было принято на основании работы специальной комиссии Минобрнауки РФ. В течение года она изучала установку и давала экспертные заключения о ее техническом устаревании.
Часть демонтированного оборудования синхротрона пополнит коллекцию экспонатов Музея истории Томского политеха. Оставшееся будет утилизировано. Вырученные средства будут потрачены на ремонт помещения, в котором находился синхротрон.
ЧТО ПРИДЕТ НА СМЕНУ?
В лаборатории, в которой располагался синхротрон, будут проходить конструкторские работы по созданию одной из станций Сибирского кольцевого источника фотонов станции (СКИФ) — «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.
«В лаборатории мы будем заниматься в том числе конструированием хатчей. Это специальные «домики» для защиты от радиационного излучения, в которых находятся во время эксперимента ученые. Их длина может достигать 20 метров. Так что помещение лаборатории нам идеально подойдет. Все работы по созданию экспериментального оборудования для СКИФа должны закончиться в 2024 году. После этого здесь будут расположены небольшие ускорители для исследований в области радиационной физики и неразрушающего контроля», — добавляет начальник управления перспективных исследований Томского политеха Алексей Гоголев.
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.
Работой по созданию станции «Микрофокус» в коллаборации занимается группа научно-образовательного центра перспективных исследований Томского политеха, Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ), Института физики микроструктур РАН и Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН. Томский политехнический университет выступает в роли интегратора.