Ученые обсудили исследовательские задачи использования станции «Микрофокус» ЦКП СКИФ
В Институте геологии и минералогии СО РАН состоялось рабочее совещание по определению задач для станции «Микрофокус» центра коллективного пользования СКИФ. На станции «Микрофокус» будут реализованы сразу несколько методов изучения химического состава и структуры вещества. Аналитические возможности станции будут реализованы с использованием пучка синхротронного излучения, что позволит выполнять исследования практически мгновенно и на недостижимом для лабораторных приборов уровне.
Над созданием станции работает несколько научных организаций. Томский политехнический университет осуществляет реализацию всего проекта. Новосибирский государственный технический университет, Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Институт физики микроструктур РАН реализуют отдельные блоки станции. В задачи ИГМ СО РАН входит создание системы окружения образца для станции. Участники совещания обсудили научные и производственные цели исследований на «Микрофокусе».
С докладами выступили к.т.н. Федор Андреевич Дарьин (ЦКП СКИФ), к.г.-м.н. Андрей Викторович Дарьин (ИГМ СО РАН) и член-корреспондент РАН Юрий Николаевич Пальянов (ИГМ СО РАН). После докладов состоялось обсуждение деталей проведения исследований на «Микрофокусе». Ученые очертили круг научных задач и затронули важные экологические и производственные проблемы, в решении которых поможет станция первой очереди ЦКП СКИФ.
Первое сообщение касалось устройства станции. Ф.А. Дарьин представил схему «Микрофокуса» и составных элементов станции. Большое внимание было уделено техническим характеристикам узлов конструкции. В частности, были отмечены возможности оптической системы фокусировать рентгеновский пучок синхротронного источника на рекордно малые площади. Это позволит многократно усилить плотность облучения исследуемого материала, тем самым повысить четкость получаемого изображения. Ученые смогут детально увидеть схему распределения и концентрации химических элементов с разрешением в доли микрона.
Доклад А.В. Дарьина был посвящен аналитическим методам, применяемым с использованием синхротронных рентгеновских инструментов в мировой практике. Ученый на конкретных примерах продемонстрировал важность изучения рудных минералов и систем на синхротронах. Рудные элементы в породах могут входить в состав разных минералов, поэтому методы извлечения полезных компонентов зависят от их химического окружения. Использование синхротронов позволяет получать более качественный результат химического анализа. Результаты таких исследований позволяют производственным организациям оптимизировать технологии обогащения руд и способы извлечения полезных компонентов. Среди основных методов, которые реализуются в мировой практике на синхротронах, Андрей Викторович отметил микротомографию, рентгеновскую флюоресценцию, рентгеновскую спектроскопию и другие. Эти методы применяются для выполнения геологических фундаментальных исследований, проведения поисковых работ и решения производственных задач.
Ю.Н. Пальянов рассказал о работе, проделанной сотрудниками лаборатории экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса ИГМ СО РАН для СКИФа. В течение нескольких лет ученые проводили исследования по отработке режимов роста кристаллов алмаза на аппаратах высокого давления «БАРС». Им удалось вырастить крупные высококачественные монокристаллы алмаза. Для изготовления элементов рентгеновской оптики для СКИФа сотрудники Института создали пластинки алмаза (окна) 7 х 7 мм. Каждая пластинка изготавливалась из одного кристалла алмаза массой 3,5 карата.
Докладчик обозначил перспективы сотрудничества лаборатории со СКИФом для потребностей станции «Микрофокус». Сейчас ученые работают над созданием алмазных наковален – элементов миниатюрных установок высокого давления. Алмазные наковальни – это кристаллы алмаза, между которыми размещается исследуемый образец. Высокая твердость алмаза позволяет создавать давление в образце, аналогичное тому, которое существует в недрах Земли. Качество монокристаллов алмаза, изготовленных в лаборатории, позволяет создавать давление до 380 ГПа. Такие наковальни можно использовать в станции «Микрофокус» для исследования вещества под высоким давлением. Также исследователь обозначил методы, в наличии которых на СКИФе заинтересована лаборатория. Это рентгеновская топография природных и синтетических кристаллов алмаза, рентгеновская дифракция фаз, и элементный анализ микровключений в природных и синтетических алмазах.
Директор ИГМ СО РАН, член-корреспондент РАН Николай Николаевич Крук подвел краткий итог совещания и обозначил задачи, которые будут решаться на СКИФе, а также призвал широким кругом ученых обсудить направления, в исследовании которых поможет станция «Микрофокус». Он подчеркнул, что нормальное и правильное функционирование СКИФа и всех его станций, возможно в том случае, если помимо собственных научных организаций к работе и к использованию результатов будут привлечены производственные компании.
Огромная научная, организационная и инженерная работа, которая ведется в связи с созданием станции, должна дать свои результаты в ближайшем будущем. Аналитические возможности станции «Микрофокус» ЦКП СКИФ позволят успешно решать многочисленные научные задачи, экологические проблемы и оптимизировать производственные процессы.
Фото: пресс-служба ИГМ СО РАН