Что будут изучать ученые на синхротроне РИФ
Эксперты обозначили четыре экспериментальные станции первой очереди строительства уникальной научной установки – синхротрона «Русский источник фотонов» (РИФ) на острове Русский. Список объектов был озвучен в ходе встречи ученых университета и Дальневосточного отделения Российской академии наук с представителями Национального исследовательского центра «Курчатовский институт». Экспериментальные станции позволят дальневосточным ученым проводить передовые исследования в самых востребованных в регионе областях – материаловедении, химии, медицине, биологии и археологии.
Сегодня в мире действуют около 70 синхротронов. «Русский источник фотонов» станет первой «машиной» подобного класса на Дальнем Востоке.
Все оборудование синхротрона можно представить в виде двух технологических узлов. Первый – это ускорительно-накопительный комплекс, в котором разгоняются элементарные частицы. Второй «узел» состоит из оборудования, позволяющего с высокой точностью контролировать параметры полученного синхротронного излучения – экспериментальной станции. Станция – самая ценная и при этом самая «гибкая» часть синхротрона, которая настраивается под запросы ученых. Именно здесь находится рабочее место исследователей, происходят эксперименты и их интерпретация.
Синхротрон «Русский источник фотонов» будет иметь 4 экспериментальные станции первой очереди, 6 – второй, а всего на РИФе возможно реализовать до 30 экспериментальных станций. Ученые ДВФУ совместно с экспертами Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» определили назначение, оборудование и требования к первым станциям.
Первая экспериментальная станция – станция фотоэлектронной спектроскопии с анализом спиновых и магнитных состояний. Она позволит проводить исследование современных материалов для микроэлектроники, а также переходить к новым способам записи, хранения и считывания информации. Подобные исследования уже проводятся в ДВФУ на лабораторных приборах, но для измерений требуются месяцы, что сильно ограничивает ученых, а синхротрон значительно увеличит скорость экспериментов и расширит исследовательский потенциал.
Станция спектроскопии рентгеновского поглощения – мультифункциональная лаборатория, которая не ограничена одним методом. Ее оборудование откроет новые возможности для химиков, изучающих металлы и металлургические процессы, а также для химиков-биологов, конструирующих молекулярные комплексы. Впрочем, область применения не ограничена химией – на экспериментальной станции ученые смогут вести исследования новых материалов или более подробно исследовать процессы, происходящие в живых системах.
Третья экспериментальная станция – визуализации будет оборудована особо мощными томографами. В отличие от лабораторных приборов, которые «видят» любое соединение разнородных веществ как темное пятно, синхротрон дает исчерпывающее представление о структуре объекта, будь то сложный компонент из пластика и металла или живая мышечная ткань, волосяной покров. данное оборудование может быть использовано для конструирования промышленных деталей или реверс-инжиниринга, при разработке биосовместимых имплантатов.
Еще одна область применения станции визуализации – исследование палеонтологических и археологических находок. Синхротронное излучение позволяет, не разрушая ценные объекты, получать важные сведения о структуре вещества и его составе. Например, в синхротроне РИФ могут оказаться экспонаты со Стеклянухинского городища в Приморском крае, где проводятся археологические раскопки.
Четвертой экспериментальной станцией РИФ станет станция рентгеновской дифракции. Здесь исследователи смогут изучать атомарную структуру вещества методами порошковой и монокристаллической дифракции. Также прибор позволит расшифровывать сложные структуры макромолекулярных комплексов и белковых кристаллов, что даст возможность очень быстро анализировать их взаимодействие с новыми лекарственными препаратами.
Наряду с планированием первых экспериментальных станций, ДВФУ запускает новые образовательные программы для будущих работников синхротрона, ведь для обеспечения полноценной работы РИФа университету необходимо подготовить 240 научных и инженерных специалистов.
Полный цикл подготовки кадров занимает около пяти лет, поэтому еще в прошлом году в ДВФУ была запущена образовательная программа «Использование синхротронного излучения» совместно с Московским государственным техническим университетом им. Н.Э. Баумана, национальным исследовательским ядерным университетом «МИФИ» и национальным исследовательским центром «Курчатовский институт». Выпускники смогут работать на синхротроне и экспериментальных станциях, высокотехнологичном научном и ускорительном оборудовании, а также разрабатывать инновационные проекты.
Источник: пресс-служба ДВФУ